03.07.2009 -

L'univers invisible: entretien avec George Smoot

Transcription de la vidéo du professeur George Smoot, lauréat du Prix Nobel – 29 juin 2009

Qu’est-ce qui se cache derrière ces mots : matière noire, énergie noire et univers invisible?

Quatre-vingt quinze pour cent de l’énergie totale de l’univers n’est pas visible au sens où nous l’entendons habituellement, de sorte que nous la surnommons « matière noire » et « énergie noire ». Les premiers chercheurs l’assimilaient à une simple matière noire invisible à lumière. Nous avons compris par la suite qu’il s’agissait probablement d’un type de matière qui, à l’inverse de la matière présente dans cette pièce, n’interagit pas fortement avec la lumière, son interaction avec celle-ci étant seulement gravitationnelle.

Il ressort de ces caractéristiques que l’expression « matière invisible » constituerait peut-être une meilleure appellation de la matière noire. Elle implique que nous ne pouvons pas la voir directement à la manière d’une pièce ou d’une autre personne. Tel un homme invisible dont nous percevons les empreintes, c’est indirectement que nous observons la matière invisible ou l’énergie invisible, et ce, grâce à ses effets gravitationnels à l’origine du mouvement des particules de lumière ou des particules ordinaires.

Quelle quantité de matière noire contient l’univers ?

D’après les observations, quelque 4,5 % de l’ensemble du contenu de l’univers en poids ou en énergie correspond à une matière du type de celle que nous pouvons voir autour de nous dans cette pièce. La matière totale représente toutefois environ 25 % de l’univers. Ainsi, le ratio matière noire/matière ordinaire est environ de 5 pour 1, la matière noire étant une substance qui encadre et enveloppe la matière visible, les étoiles et les galaxies. Là réside toute la question de la matière noire.

Que nous révèle la matière noire sur l’avenir de l’univers ?

La matière noire a été découverte il y a 10 ans lorsque l’on a essayé de tracer la courbe de la vitesse de séparation des galaxies comme fonction de l’âge de l’univers. Plus votre observation de l’univers embrasse de grandes distances, plus vous remontez dans l’histoire de celui-ci. Ce qu’on a vu et ce à quoi les gens s’attendaient est similaire à la courbe d’une balle lancée en l’air : une courbe ascensionnelle qui atteint son point le plus haut avant de s’inverser pour retomber. Le problème était de savoir si la courbe de l’univers atteint de même son point culminant avant de retomber ou bien si elle décrit une trajectoire ascensionnelle illimitée en ralentissement continu. Nous avons découvert il y a 10 ans qu’elle suit bien une course ascensionnelle à ceci près qu’elle accélère toujours plus au lieu de ralentir progressivement à la manière d’une balle qui accélère après avoir été jetée en l’air. C’est comme si elle ralentissait progressivement dans un premier temps avant d’accélérer soudainement et de poursuivre sa course.

Comment l’expliquer ?

Un des schémas explicatifs de ce phénomène résiderait dans une modification de la loi de la gravité. Une autre explication consiste à poser l’existence d’une nouvelle substance dans l’univers qui se diffuserait de manière uniforme au lieu de s’appesantir comme la matière sous l’effet de la gravité. Il en résulte une expansion toujours plus rapide de l’espace. Ainsi, l’énergie noire pourrait bien recéler une nouvelle composante de l’univers ou la cause de l’accélération de son expansion. Entre gravité modifiée et nouvelle substance, nous nous rallions généralement à la deuxième hypothèse.




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