Pour un bon nombre de cosmologues,
la théorie du Big Bang semble la plus évidente et la moins attaquable pour expliquer
la naissance de l'Univers. L'ensemble des observations effectuées depuis des dizaines
d'années convergent vers les hypothèses avancées par ce modèle. Pourtant,
quelques points jettent le trouble car ils n'y sont pas pris en compte et les
scientifiques ne peuvent pas en faire abstraction.
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| | La
matière noire représente 25% du contenu de l'Univers et elle est
indétectable. Photo © NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford
(Johns Hopkins University) | |
Matière noire
Après
de nombreuses études menées sur l'expansion de l'Univers et maintenant sur le
fond diffus cosmologique, le résultat tombe. Le cosmos n'est composé que de 4,5%
de matière ordinaire, à savoir les protons, les neutrons et les noyaux atomiques
qui constituent notre corps. Que contient-il à 95% ? Une matière indétectable
à l'œil nu mais également par les détecteurs actuels : la matière noire.
Elle
a été détectée très tôt par Fritz Zwichy en 1933 et ce bien avant la découverte
de l'expansion de l'Univers. En scrutant l'amas de Coma dans la constellation
de la Chevelure de Bérénice, il observe une vitesse de déplacement des galaxies
très rapide nécessitant une teneur en matière 100 fois plus importante que celle
observée. Sans le savoir, il vient de mettre en exergue une nouvelle matière qui
n'est pas celle ordinaire : la matière noire. Les études suivantes tendent toutes
vers cette conclusion : l'essentiel du cosmos n'est pas constitué de matière
baryonique ou ordinaire. Idem pour les trous noirs, les étoiles à neutrons,
les naines blanches, etc. Il s'agit d'une matière constituée de Wimps,
des molécules massives interactives et qui structurent les galaxies. Cette composition
lancée par des scientifiques repose sur la théorie des cordes.
Energie
noire
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| | L'énergie
noire, véritable moteur de l'Univers est une constante cosmologique. Photo
© NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew
University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth
(UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA | |
Autre phénomène surprenant que les scientifiques
détectent en 1988 avec les programmes de surveillance d'explosion d'étoiles :
l'énergie noire. Ils observent une accélération de l'expansion cosmique
pourtant soumise à l'influence de la gravité et des masses. Longtemps contestées,
ces observations vont s'avérer de plus en plus fiables grâce aux résultats du
satellite américain WMAP sur les fluctuations du rayonnement fossile. Cette composante
répulsive, l'énergie noire remplit l'espace (70% du cosmos) et " booste " l'expansion.
De nombreux travaux restent à faire sur ces deux phénomènes afin de comprendre
leur fonctionnement et leur impact dans l'Univers. Le modèle du Big Bang ne les
explique pas.
Une inflation
à moitié connue
Peu de temps après la naissance de l'Univers, une phase
d'homogénéisation et d'isotropisation s'opère. C'est l'inflation cosmique.
Une partie de cette période est totalement expliquée et prise en compte par le
modèle cosmologique mais deux évènement de l'inflation restent inexplicables ou
non compris par les chercheurs : le préchauffage et le réchauffage.
Leur fonction respective : créer l'"explosion" nécessaire à la formation de particules
et la thermalisation de celles-ci. Ces deux mécanismes s'effectuent à la fin de
la phase d'inflation cosmique. De nombreuses études sont en cours pour percer
leur mystère et leur répercussion dans la formation de l'Univers.
En
savoir plus
A
la poursuite de la matière noire
L'inflation
cosmologique
