Des scientifiques font une découverte intrigante sur la matière noire

La matière noire demeure l’une des énigmes les plus profondes de la physique moderne. Invisible et insaisissable, elle n’interagit pas avec la lumière, d’où son nom, mais exerce une influence gravitationnelle sur la matière ordinaire. Une nouvelle étude suggère que cette mystérieuse matière pourrait avoir une connexion plus subtile avec la matière ordinaire, au-delà de la simple gravité.

Les interactions gravitationnelles de la matière noire

Contrairement à la matière ordinaire que nous côtoyons chaque jour, la matière noire ne peut pas absorber ou émettre de lumière. C’est cette incapacité qui la rend « noire », non pas parce qu’elle est foncièrement obscure, mais parce qu’elle ne réagit pas aux ondes électromagnétiques. Par exemple, la matière ordinaire qui absorbe la lumière, comme une ombre projetée par un nuage, peut interagir avec les photons, des particules de lumière. Cette interaction est possible grâce à la présence de charges électriques dans les atomes constituant cette matière.

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La matière noire, en revanche, est différente. N’étant pas chargée électriquement, elle ne peut pas interagir avec les photons. Par conséquent, lorsqu’elle rencontre la lumière, elles se traversent mutuellement sans la moindre perturbation. Malgré son invisibilité, les effets de la matière noire peuvent être observés grâce à sa force gravitationnelle. Lorsqu’elle est présente en grandes quantités autour d’une galaxie, elle influe sur la trajectoire de la lumière provenant de cette galaxie. En analysant les déformations de la lumière, les chercheurs peuvent déduire la répartition de la matière noire dans l’Univers.

De plus, cette matière sombre joue un rôle dans la formation des structures cosmiques. L’attraction gravitationnelle de la matière noire permet aux galaxies de se regrouper en amas, une organisation de l’Univers visible à grande échelle. Cependant, la question persiste : la gravité est-elle vraiment la seule force qui relie la matière noire et la matière ordinaire ?

Une interaction possible au-delà de la gravité

Les théories actuelles suggèrent que la matière noire et la matière ordinaire n’interagissent que par la gravité. Si un atome et une particule de matière noire se croisaient dans l’espace, ils se traverseraient sans se toucher ni se modifier. Toutefois, une nouvelle étude pourrait remettre en cause cette idée largement acceptée. 

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L’étude en question s’est penchée sur six galaxies naines ultrafaibles (UFD), des petites galaxies satellites de la Voie lactée. Ces galaxies contiennent bien moins d’étoiles que leur masse ne le laisserait supposer, ce qui suggère qu’elles sont majoritairement constituées de matière noire. Si la matière noire et la matière ordinaire n’étaient liées que par la gravité, la distribution des étoiles dans ces galaxies devrait suivre un modèle bien précis. Cependant, si une autre forme d’interaction est en jeu, cette distribution serait perturbée.

Les chercheurs ont donc entrepris de simuler deux scénarios : un dans lequel la matière noire et la matière ordinaire n’interagissent que par la gravité, et un autre où elles pourraient avoir une interaction supplémentaire. Dans le premier cas, la densité des étoiles aurait tendance à être plus élevée au centre des galaxies et à diminuer vers les bords. Dans le second scénario, où une interaction au-delà de la gravité est supposée, la distribution stellaire serait plus homogène.

Des résultats surprenants

Après avoir comparé leurs simulations avec les observations des six galaxies, les chercheurs ont constaté que le modèle d’interaction s’ajustait légèrement mieux aux données. Cela indiquerait que la matière noire pourrait bien interagir avec la matière ordinaire d’une manière qui n’avait pas encore été détectée. 

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Bien que les données ne permettent pas encore de déterminer la nature exacte de cette interaction, le simple fait de découvrir qu’il y en a une remet en question les modèles traditionnels de la matière noire. Jusqu’à présent, les chercheurs pensaient que la gravité était le seul lien entre cette matière sombre et le reste de l’Univers. Mais cette nouvelle étude ouvre la porte à l’idée qu’il pourrait y avoir d’autres forces en jeu, encore inconnues.

Si cette interaction au-delà de la gravité est confirmée, elle pourrait marquer un tournant dans la quête pour comprendre la matière noire. Cela pourrait même permettre aux scientifiques de développer de nouvelles techniques pour détecter cette matière insaisissable de manière plus directe. Par ailleurs, le détecteur de matière noire le plus sensible au monde livre ses premiers résultats.