L’Univers visible, celui observable grâce aux télescopes et autres instruments, ne représenterait qu’environ 5 % de la totalité de la matière et de l’énergie qui le composent.
Les 95 % restants seraient constitués de deux entités énigmatiques : la matière noire (environ 27 %) et l’énergie noire (environ 68 %). Ces deux concepts, bien que théoriques, sont devenus centraux en cosmologie moderne car ils permettent d’expliquer plusieurs phénomènes observés, tels que la vitesse de rotation des galaxies ou l’accélération de l’expansion de l’Univers.La matière noire, bien qu’invisible, interagit gravitationnellement avec la matière ordinaire. Elle expliquerait pourquoi les galaxies ne se désagrègent pas sous l’effet de leur rotation rapide. Les recherches actuelles se concentrent sur les particules hypothétiques appelées WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) ou encore sur les axions (particules élémentaires hypothétiques, supposées stables, neutres et de très faible masse). En 2024, certains laboratoires comme le LUX-ZEPLIN aux États-Unis ont affiné leurs dispositifs pour détecter d’éventuelles interactions entre ces particules et la matière normale, mais jusqu’à présent, aucun résultat concluant n’a été obtenu.
L’énergie noire, quant à elle, serait responsable de
l’accélération de l’expansion de l’Univers, mise en évidence à la fin des
années 1990. Ce phénomène contredit l’hypothèse selon laquelle l’expansion
devrait ralentir sous l’effet de la gravitation. Les hypothèses récentes
évoquent une constante cosmologique variable dans le temps ou une forme de champs scalaire baptisée "quintessence". Certains modèles vont jusqu’à
remettre en question la relativité générale sur les très grandes échelles.
Parallèlement aux théories classiques, des modèles alternatifs se développent.
Des théories comme la gravitation modifiée (MOND – Modified Newtonian Dynamics)
tentent d’expliquer les effets attribués à la matière noire sans faire appel à
de nouvelles particules. Ces hypothèses suscitent des débats vifs au sein de la
communauté scientifique, car elles remettent en question des fondements établis
de la physique. De même, l’énergie noire pourrait être une illusion due à une
mauvaise compréhension de la courbure de l’espace-temps.
Si ces entités mystérieuses existent bien, elles ont des implications majeures.
La matière noire aurait joué un rôle clé dans la formation des structures à
grande échelle de l’Univers, comme les galaxies et les amas galactiques.
L’énergie noire, de son côté, pourrait déterminer le destin ultime de l’Univers
: expansion indéfinie, "Big Freeze", ou encore déchirement final
("Big Rip"). Ces questions touchent autant à la physique qu’à la
philosophie, car elles interrogent la nature même de la réalité.
Les recherches sur la matière noire et l’énergie noire pourraient conduire à
une révolution scientifique comparable à celle de la mécanique quantique ou de
la relativité. De nombreuses expériences en cours, comme le télescope Euclid
lancé par l’ESA ou les futures observations du télescope spatial Nancy Grace
Roman, espèrent lever le voile sur ces mystères. En attendant, ces entités
invisibles rappellent que la compréhension de l’Univers est encore très
partielle, et que les plus grandes découvertes sont peut-être encore à venir.
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