Le mystère de la matière noire s’épaissit

Atlantico.fr : Les astrophysiciens se rendent compte que leurs calculs sur la matière noire sont erronés. Bien que l'erreur soit le propre de la recherche, cette constatation vous surprend après toutes les extrapolations de ces dernières années sur la composition et l'origine de la matière noire?

Anna Alter : La matière noire c’est un peu l’Arlésienne de l’astrophysique, tout le monde en parle, mais on ne l’a jamais vu et pour cause, elle n’émet aucune lumière. Bien qu’elle soit en interaction avec les autres acteurs célestes, étoiles, galaxies ou amas de galaxies, et qu’elle influence la marche de l’Univers, elle reste invisible. Le premier à avoir suggéré son existence est le Suisse Fritz Zwicky à partir de ses observations réalisées dans les années 1930 au Mont Wilson. En regardant sept galaxies regroupés dans l’amas de Coma, il a vu que ça ne tournait pas rond : elles étaient très agitées comme si une masse sombre les attirait. Zwicky en a parlé à ses collègues, mais n’a pas  réussi à les convaincre. Le milieu scientifique est assez conformiste et il a mis quarante ans à accepter son idée. Ce n’est que dans les années 1970 que la majorité des astronomes a admis que la masse noire non seulement existe mais en quantité phénoménale et que c’est elle qui fait valser les galaxies, les amas de galaxies à un rythme effréné. Selon les estimations qui fluctuent forcément,  parce qu’on ne voit rien mais on suppute, les astronomes sont arrivés à la conclusion que jusqu’à 99% de l’Univers échappent à notre regard et à nos instruments les plus puissants.  Comme on n’observe pas la matière noire directement toutes les hypothèses sont permises. Mais en science, même s’il y a consensus, rien n’est jamais blanc ou noir, il suffit d’une observation contraire pour mettre toute une théorie par terre. Or une équipe de chercheurs vient de montrer qu’entre les images de onze amas massifs de galaxies prises par le télescope spatial Hubble et les simulations informatiques des amas théoriques, il y a des contradictions, autrement dit ce qu’on sait ou ne sait pas de la matière noire est à revoir.

Lorsque l'on parle de matière noire, le terme de "matière manquante" est associé mais la perception humaine accepte difficilement cette notion. Si un élément manque, c'est qu'il est quelque part, vous demanderait un esprit candide...

On dit que la matière noire est manquante parce qu’on ne le voit mais elle fait sentir sa présence par l’intermédiaire de sa gravitation et crée un manque… et son absence de lumière intrigue. Elle entre dans la composition des galaxies et des amas de galaxies, elle représente même l’essentiel de leur masse mais sans émettre le moindre rayon lumineux… A l’évidence, elle n’est pas composée d’atomes comme la matière ordinaire, sinon vu les quantités colossales qu’il faut pour expliquer les mouvements des galaxies, elle serait tellement comprimée qu’elle se mettrait à briller,  ce qui n’est pas le cas. Plus que jamais, la communauté des astronomes est divisée en deux camps, il y ceux qui croient que la matière noire est composée de particules exotiques ou inconnues, ou encore d’astres morts, naines brunes ou trous noirs et il y a ceux qui pensent que l’on mesure surtout l’étendue de notre ignorance….

Les découvertes (et les contre découvertes comme c'est le cas pour la matière noire) font rappeler aux auteurs de l'enquête que les données inconnues de l'Univers sont bien plus importantes que l'étendue de nos connaissances actuelles. Quelles sont les principales pistes d'études actuelles sur la composition de l'Univers et surtout, cette déception concernant nos recherches sur la matière noire qui remettent en cause nos systèmes de calcul ne font ils pas entrer la science dans le domaine des sciences inexactes ?

Des sciences non pas inexactes mais en mouvements. Les théories bougent en fonction des observations, c’est ce qui rend l’astronomie passionnante. Mon ami astrophysicien Jean-Pierre Luminet, le meilleur spécialiste de sa génération des trous noirs, consacre dans son livre sur la gravité quantique un chapitre entier à la matière noire et tout un article qui  sortira en octobre prochain. Pour lui l’hypothèse la plus plausible tant sur le plan observationnel que théorique est celle du neutrino stérile, c’est-à-dire que de particules légères et hypothétiques qui n’interagissent que par le biais de la gravitation rempliraient l’Univers et traverseraient l’espace comme des fantômes sans se faire voir… Il trouve aussi « séduisante l’idée de gravité émergente » où la matière noire n’apparaît que comme un artefact, mais c’est une autre histoire, quantique évidemment…