L’univers noir, quezako ?

Comment concevoir que plus des trois quarts de notre univers nous demeurent inconnus ? Les notions de matière noire, d'énergie sombre et de trou noir méritent quelques explications.

Matière baryonique

La matière baryonique est la matière composée des particules élémentaires décrites en physique par le modèle standard. C’est la matière visible qui compose l’univers observable. Elle en constitue une partie minime, d’environ 5 %.

Matière noire

Si l’on considère la quantité de matière baryonique, on constate qu’elle n’est pas assez importante pour justifier les forces gravitationnelles. Par conséquent, il existe une autre matière qu’on ne voit pas, qui n’émet ni ne renvoie de rayonnement, mais qui interagit normalement selon les lois gravitationnelles. C’est la matière noire. Elle représente approximativement 27 % de l’univers.

Énergie sombre

L’univers est en expansion. Logiquement, selon les forces gravitationnelles en jeu, les objets devraient s’éloigner de plus en plus lentement. Or, on constate une accélération de l’expansion de l’univers. Cette accélération doit être justifiée par une énergie qu’on ne voit pas. C’est l’énergie sombre. Elle représenterait environ 70 % de l’univers et se comporterait comme une force gravitationnelle répulsive. Certains astrophysiciens la comparent à la « constante cosmologique » qu’einstein a élaborée pour compléter sa théorie de la relativité générale et parvenir à un univers qu’il voulait statique.

Trou noir

C’est l’effondrement d’une étoile massive qui entraîne la formation d’un trou noir stellaire. Un trou noir est si dense et l’intensité de son champ gravitationnel est telle que rien ne peut s’en échapper, pas même les rayonnements lumineux. Au coeur de celui-ci se trouve ce qu’einstein a appelé la « singularité gravitationnelle ». Il s’agit d’un point où la densité et la courbure de l’espace-temps deviennent infinies. Comme il n’émet aucun rayonnement, il n’est pas possible de l’observer directement. Ce sont les effets gravitationnels qu’il engendre qui rendent sa présence détectable. En effet, en déviant les rayons lumineux, il se comporte comme une lentille gravitationnelle.

Delphine Lancella-prost, Bpi

Article initialement paru sur balises.bpi.fr, le 7 novembre 2016

La National Science Foundation et l’event Horizon Telescope, un consortium de 33 télescopes/instituts/universités dans le monde, ont contribué à la première prise de vues directe du trou noir gargantuesque au coeur de la galaxie lointaine Messier 87 le 11 avril 2017.