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Ciel des Hommes

Matière noire

article de Fabrice Mottez

paru le 16 mai 2006

Encore appelée matière sombre. La présence de matière noire ou sombre est invoquée pour expliquer plusieurs énigmes de l'astrophysique. Parmi les problèmes qui seraient résolus par l'existence de la matière noire, citons l'évolution de la vitesse des étoiles en fonction de leur position dans leur galaxie (elle ne décroît pas assez fortement avec la distance au centre de la galaxie) ou encore la masse des galaxies ou des amas de galaxies mesurée par le phénomène des lentilles gravitationnelles qui est dix fois supérieure à la masse estimée de la matière visible.

On ignore tout de la nature de cette matière noire. Plusieurs hypothèses ont été envisagées, telles que naines brunes, planètes isolées, nuages d'hydrogène moléculaire, matière formée de particules élémentaires nouvelles (Wimps), et d’autres plus exotiques encore. Cependant la matière noire est capable d'interaction gravitationnelle, et a donc une masse. Mais celle-ci n’émet pas, ou très peu, de rayonnement.

En fait, l'adjectif " noir " est un abus de langage. Il s'agit peut-être plutôt de matière invisible. Parler de " noir " évoque l'opacité (le terme serait correct si la matière noire était due à des planètes isolées), alors que cette matière peut aussi bien être transparente. Ce serait le cas si la matière noire était formée de particules élémentaires encore non identifiées à l'heure actuelle.

Des estimations montrent que la masse de la matière noire serait dix fois supérieure à la masse de la matière observée dans l'univers. D'autre part, les estimations actuelles, fondées sur de long programmes d'observation, semblent montrer qu'au plus 20% de la matière noire de notre Galaxie serait due aux hypothèses de type naine brune ou planète.

 

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Mercure
répartition théorique de la matière sombre ou noire dans un volume d'Univers donné.
Crédit : Université de Princeton

 

À titre de comparaison, répartition des galaxies visibles dans le même volume d'Univers
Crédit : Université de Princeton

 

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