Que faire si la matière noire n’existe pas?

La matière noire représente 85% de l'univers et les scientifiques la recherchent depuis des décennies.

Photo par Jeremy Thomas sur Unsplash

Ils n’ont pas encore trouvé de matière noire, alors comment savons-nous qu’elle existe?

Cela pourrait sembler un mystère de savoir comment nous pourrions ne pas être conscients de tant de choses sur l'univers. Quatre-vingt-cinq pour cent, c'est énormément de choses à rater.

les galaxies bafouent les lois de la physique

Mais il y a de bonnes raisons de croire que c'est vraiment là. C'est parce que l'existence de la matière noire expliquerait pourquoi le mouvement des galaxies semble faire fi des lois de la physique.

Le fait est que le mouvement des parties extérieures des galaxies devrait ralentir, plus elles s’éloignent du centre, à mesure que l’effet de la gravité diminue. Le problème, c’est qu’ils ne le font pas.

Cependant, si les parties extérieures de ces galaxies contenaient de grandes quantités de matière dont nous ne sommes pas au courant, cela augmenterait l'effet gravitationnel et expliquerait ainsi l'anomalie.

Et c'est la sagesse reçue actuellement: la matière noire doit exister car cela explique le mouvement des galaxies.

Le problème est que personne n'a été capable de le détecter.

Une théorie est que l'univers est plein de particules massives en interaction faible (WIMP). Celles-ci seraient, à ce jour, des particules non détectées qui ont une masse mais, comme elles n’interagissent pas avec d’autres matières, ne peuvent pas être facilement détectées.

Mais il pourrait y avoir une explication différente.

Une nouvelle théorie suggère que l'effet gravitationnel d'un grand corps (une étoile, par exemple) change en fonction de la distance qui vous sépare de celui-ci. Pour les objets relativement proches d'un objet, l'effet est différent de ceux qui sont plus éloignés.

La théorie propose qu'il existe une bulle conceptuelle autour d'objets dont la taille est proportionnelle à leur masse.

Au sein de la bulle, la gravité se comporte conformément aux principes newtoniens bien connus - les effets gravitationnels observés sur les orbites des planètes de notre propre système solaire - mais à mesure que vous vous éloignez, les effets gravitationnels deviennent plus importants.

Photo par la NASA sur Unsplash

La raison pour laquelle nous n’avons pas encore été en mesure de mesurer cela, c’est que les distances en jeu sont si grandes: les effets de la gravitation dans notre système solaire sont bien compris et conformes à la physique conventionnelle.

Mais ils sont également bien dans la bulle qui serait associée à notre Soleil, il n'y a donc aucune raison de s'attendre à ce qu'ils ne se conforment pas.

Nous ne saurions rien d’un changement de l’effet de la gravité sans pouvoir observer des objets bien au-delà du système solaire.

Pour prouver ou réfuter cette théorie, nous devons être en mesure de détecter les effets d'une gravité variable qui n'implique pas le mouvement des galaxies (comme l'explique également l'existence de la matière noire).

Une méthode consiste à examiner l'effet de lentille gravitationnel des galaxies. La lentille gravitationnelle est la flexion de la trajectoire de la lumière qui passe devant un objet massif. Plus l'objet est massif, plus l'effet est important. Si les galaxies sont vraiment plus massives qu'elles ne le paraissent en raison de l'existence de matière noire, l'effet de lentille serait alors différent d'une galaxie sans matière noire.

Cela nous laisse avec la conclusion satisfaisante que nous avons une théorie qui fournit une alternative à l'existence de la matière noire qui vient avec une méthode pour se démentir.

Le document de recherche original est publié dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Research. Effets à long terme dans les théories de la gravité avec sélection de Vainshtein par Moritz Platschera, Juri Smirnovb, Sven Meyerc et Matthias Bartelmannc. Et il y a plus dans cet article dans The Conversation.

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