Le reste est constitué de deux entités invisibles et énigmatiques : la matière noire (environ 27 %) et l’énergie noire (environ 68 %). Si la matière noire expliquerait la cohésion gravitationnelle des galaxies, l’énergie noire serait responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers. Malgré leur rôle central dans la cosmologie moderne, leur nature exacte reste à ce jour inconnue, suscitant de nombreuses hypothèses récentes.
La matière noire est une substance invisible qui n’émet ni lumière ni radiation
détectable. Elle n’interagit avec la matière ordinaire que par la gravité.
Parmi les hypothèses les plus étudiées figurent les WIMPs (particules massives
interagissant faiblement), longtemps considérées comme candidates principales.
Cependant, leur non-détection dans les expériences comme XENON1T a recentré
l’attention sur d’autres candidats tels que les axions, des particules
hypothétiques extrêmement légères, ou encore les neutrinos stériles. Certaines
théories suggèrent même des alternatives à la matière noire, comme des
modifications des lois de la gravitation (MOND).
L’énergie noire est encore plus mystérieuse. Elle semble exercer une pression
répulsive qui accélère l’expansion de l’univers, un phénomène découvert à la
fin des années 1990 grâce à l’observation des supernovæ lointaines. L’hypothèse
dominante est celle de la constante cosmologique, introduite par Einstein, mais
d’autres théories envisagent une énergie dynamique évoluant dans le temps,
appelée « quintessence ». Certaines recherches récentes étudient la possibilité
que l’énergie noire soit liée à la structure quantique du vide ou à des dimensions
supplémentaires dans l’univers.
Les progrès de l’astronomie observationnelle ont permis de raffiner les modèles
cosmologiques. Le télescope spatial James Webb, les projets Euclid de l’ESA et
le Vera Rubin Observatory sont conçus pour étudier plus finement la
distribution de la matière noire et la dynamique de l’expansion cosmique. Par
exemple, les lentilles gravitationnelles faibles permettent de cartographier la
matière noire de façon indirecte, tandis que les oscillations acoustiques des
baryons (BAO) aident à mesurer l’effet de l’énergie noire dans l’évolution de
l’univers.
Les hypothèses sur la matière noire et l’énergie noire remettent en question
notre compréhension fondamentale de la physique. Si l’une de ces entités devait
être mieux comprise, cela pourrait conduire à une nouvelle physique, au-delà du
modèle standard des particules ou de la relativité générale. L’idée que 95 % de
l’univers soit invisible et non expliqué remet également en cause notre place
dans le cosmos, et pose des questions profondes sur la nature de la réalité,
l’universalité des lois physiques et les limites de notre connaissance.
Bien que les hypothèses récentes sur la matière noire et l’énergie noire n’aient pas encore permis de percer leurs secrets, elles stimulent une recherche scientifique d’une ampleur inédite. Chaque nouvelle donnée, chaque détection indirecte ou contrainte expérimentale, rapproche potentiellement d’une révolution scientifique majeure. Comprendre ces deux mystères serait un pas décisif vers une théorie unifiée de l’univers, et pourrait bouleverser non seulement la physique, mais aussi la conception humaine de l’espace, du temps et de l’existence.
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