Mauvaise nouvelle pour les hypothèses selon lesquelles le matière noire être composé des abats des dieux trous noirs primordiauxceux qui se sont formés dans les premiers instants de la vie de l’Univers, immédiatement après le Big Bang: le résultat de vingt années d’observations par les scientifiques responsables de l’expérience Lorgner (Optical Gravitational Lensing Experiment) semble en fait montrer que les trous noirs primordiaux ne peuvent représenter, tout au plus, qu’un petit pourcentage de la part totale de matière noire (supposée être) présente dans l’Univers. La découverte des chercheurs, appartenant à l’observatoire astronomique de Université de Varsoviedans Pologneest décrit dans deux études publiées dans Nature et sur Série de suppléments de revues astrophysiques.
Que devrait être la matière noire
Au moment, la matière noire n’a jamais été observée directement. Cependant, plusieurs observations expérimentales, vérifiées à plusieurs reprises et indépendamment, semblent s’expliquer uniquement par l’hypothèse qu’un type de matière « différent » de la matière ordinaire existe dans l’Univers. La matière noire, justement. Tout commence par ce qu’on appelle Modèle standard de physique des particules, la théorie (également vérifiée) qui décrit la nature et le comportement de la matière ordinaire ; cette théorie, bien que correcte, semble quelque peu incomplète. En effet, au cours du siècle dernier, astronomes et cosmologistes ont commencé à accumuler diverses observations expérimentales, liées avant tout à des phénomènes liés à gravité, ce qui ne pouvait être expliqué ou prédit par le modèle standard. Parmi ceux-ci, par exemple, le vitesse de rotation des étoiles et des galaxies, quelques caractéristiques de rayonnement de fond cosmique (c’est-à-dire “l’écho” du Big Bang) et la courbure de la lumière due à ce qu’on appelle lentilles gravitationnellesun phénomène prédit par théorie générale de la relativité De Albert Einstein.
Si l’on considère uniquement les particules de matière ordinaire, ces phénomènes sont en réalité inexplicables ; pour cette raison, déjà en 1932, l’astronome néerlandais Jan Joort a proposé la présence d’un autre type de matière, la matière noire, pour concilier observations expérimentales et modèles théoriques. S’il n’était pas vrai qu’à l’heure actuelle, ce type de matière n’a jamais été observé expérimentalement, par exemple nous n’avons toujours pas d’idée précise de ce que devraient être ses caractéristiques. L’hypothèse d’Oort, puis affinée au cours des décennies suivantes, est que la matière noire interagit avec la matière ordinaire via le gravité; selon les estimations actuelles, cette entité représente en réalité la majorité de l’Univers – environ 85 % de toute la matière existante et 27 % de la masse totale. Selon d’autres observations, la matière ordinaire ne constituerait que 5 % du bilan massique et énergétique total de l’Univers : dans la Voie lactée, par exemple, pour chaque kilo de matière ordinaire, il y aurait quinze de matière noire, qui n’émet pas de lumière. et interagit uniquement par gravité.
“La nature de la matière noire Reste un mystère. La plupart des scientifiques pensent qu’il est composé de particules élémentaires encore inconnues. – commenté Przemek Mrozl’un des auteurs des ouvrages qui viennent de paraître – mais malheureusement, malgré des décennies de tentatives, aucune expérience, y compris celles menées à Grand collisionneur de hadrons [il grande acceleratore di particelle di Ginevra dove è stato identificato il bosone di Higgs, nda]a réussi à isoler de nouvelles particules qui pourraient être liées à la matière noire”.
Le problème des trous noirs primordiaux
Laissons de côté la matière noire un instant et consacrons-nous à une autre bizarrerie, liée à ondes gravitationnelles et là trous noirs. En 2015, les expériences Ligo et Vierge ils ont réussi, pour la première fois au monde, à observer directement une onde gravitationnelle (c’est-à-dire une perturbation de l’espace-temps prédite par la théorie de la relativité générale) générée par la fusion de deux trous noirs. Depuis, ils en ont observé beaucoup plus, environ 90, et au fil du temps, une étrangeté est apparue aux yeux des astronomes: Les trous noirs détectés par Ligo et Virgo sont généralement beaucoup plus massifs que ceux présents dans la Voie Lactée (respectivement 20 à 100 masses solaires et 5 à 20 masses solaires). “La raison pour laquelle ces populations de trous noirs sont si différentes – dit encore Mróz – c’est l’un des plus grands mystères de l’astronomie moderne”.
