Réinterpréter la matière sombre

 

Le Dr Tom Broadhurst publie aujourd'hui une nouvelle étude dans la prestigieuse revue Nature. Les résultats sont très prometteurs car ils signifient la réinterprétation de la matière sombre (dark matter), dans la mesure où ils envisagent la possibilité qu'elle pourrait être considérée comme un fluide quantique très froid régissant la formation de la structure de l'Univers entier.

Astrophysicien et chercheur de l'institut de physique théorique à l'Université du Pays Basque (Espagne), le Dr Tom Broadhurst a conduit aux côtés de scientifiques de l'Université nationale de Taiwan un travail de recherche qui explore la matière sombre en profondeur et propose de nouvelles réponses sur la formation des galaxies et la structure de l'Univers. Ses conclusions, publiées dans la prestigieuse revue Nature Physics, sont comparées aux données nouvelles fournies par le télescope spatial Hubble.

Dans la cosmologie, la matière sombre est une forme de matière dont les particules se déplacent lentement par rapport à la lumière, et interagissent faiblement avec un rayonnement électromagnétique. Il est estimé que la matière baryonique (ou matière conventionnelle qui forme les étoiles, les planètes et les organismes vivants) ne représente qu'une infime partie de la matière dans l'Univers. Le reste, comprenant plus de 80%, est composé de matière sombre et d'énergie.

La théorie de la matière sombre aide à expliquer comment l'univers a évolué à partir de son état ​​initial à la répartition actuelle des galaxies et des amas, formant la structure de l'Univers à grande échelle. Si les diverses théories n'ont pu jusqu'à présent expliquer de manière satisfaisante certaines observations, la nouvelle recherche par Broadhurst et ses collègues apporte un éclairage nouveau à cet égard.

Comme le chercheur basque l'explique, "guidés par les simulations initiales de la formation des galaxies dans ce contexte , nous avons réinterprété la matière sombre comme un condensat de Bose-Einstein. Ainsi, les bosons ultra-légers formant le condensat partagent la même fonction d'ondes quantiques, de sorte que les effets de perturbation s'étendent à l'échelle astronomique sous la forme d'ondes de très grande étendue."

Cette théorie peut être utilisée pour suggérer que toutes les galaxies dans ce contexte devraient avoir en leur centre de grandes ondes stationnaires de matière noire appelée solitons, ce qui expliquerait les noyaux multiples énigmatiques observés dans de nombreuses galaxies naines. 

L'équipe compare ces nouvelles prédictions avec les observations effectuées par le télescope spatial Hubble. Ces résultats sont très prometteurs car ils situent la matière sombre, dont la composition exacte reste une énigme, comme un fluide quantique très froid ayant exercé un rôle capital dans la formation de la structure de l'Univers entier. 

Source : Université du Pays Basque
 

 

Ces images comparent et corrèlent la distribution des ondes de matière sombre (a), l'objet de cette recherche, et la matière sombre conventionnellement observée (b) sur une large échelle. Crédit Université du Pays Basque.

   
 
 
 

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