Les particules de matière noire n’ont jamais été observées mais leur existence permettrait de rendre compte de l’existence des galaxies et des amas de galaxies. Celles-ci ne se formeraient pas si elles ne comportaient pas environ 60% de matière invisible leur permettant d’être sensibles aux équations de la mécanique céleste de Newton.
On se demande actuellement cependant si les premières découvertes de galaxies très primitives par le télescope James-Webb, galaxies observées comme elles étaient il y a plus de 13 milliards d’années, ne sont pas un début de réfutation de la théorie de la matière noire et une confirmation de la théorie MOND (Modified Newtonian Dynamics.)
Un article publié dans Physical Review Letters par une équipe internationale de chercheurs de l’université de Nagoya au Japon suggère une nouvelle hypothèse. On y trouvera ci-dessous les références et l’abstract.
L’effet de lentille gravitationnelle évoqué par l’article, en l’occurrence celui dit faible ou encore de cisaillement gravitationnel, est un effet de déviation des rayons lumineux par un champ de gravitation conduisant à déformer l’image initiale d’une galaxie par une masse importante interposée entre cette galaxie et un observateur. On peut déduire de cette déformation la masse du corps la produisant, de sorte que mesurer des effets de lentille gravitationnelle permet de sonder des distributions de masses dans le cosmos observable, y compris des masses de matière noire qui elle-même ne rayonne pas.
On s’est servi de cet effet pour estimer la présence et les modifications de la répartition de la matière noire jusqu’à il y a environ 8 à 10 milliards d’années en remontant dans le passé. .
L’équipe japonaise est parvenue à faire des observations de ce genre au-delà des 8 milliards d’années en mesurant les effets des galaxies détectées sur les mesures de Planck du rayonnement fossile. On n’était pas allé plus loin auparavant car les galaxies, dont les images étaient déformées par la gravitation, étaient trop peu lumineuses pour permettre des mesures valables.
Mais désormais, les chercheurs peuvent remonter jusqu’à il y environ 12 milliards d’années dans le passé du cosmos observable.
Cependant, bien que cela soit encore à confirmer, les caractéristiques des tailles des concentrations de matière noire entre il y a 8 et 12 milliards d’années ne semblent pas suivre les prédictions du Modèle cosmologique standard, les fluctuations de densité de matière noire pendant cette période semblent plus faibles qu’on ne s’y attendait.
Si cela était exact, selon un des chercheurs, « cela suggérerait que l’ensemble du modèle est défectueux à mesure que vous remontez plus loin dans le temps. C’est excitant parce que si le résultat tient après la réduction des incertitudes, cela pourrait suggérer une amélioration du modèle qui vraiment fournir la nature de la matière noire elle-même. «
Avec cet objectif en vue les cosmologistes doivent encore augmenter le volume et la précision des données disponibles, ce qu’ils pourront bientôt faire avec la mise en service de l’observatoire Vera C. Rubin, anciennement appelé le LSST
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First Identification of a CMB Lensing Signal Produced by 1.5 Million Galaxies at z∼4: Constraints on Matter Density Fluctuations at High Redshift
[Submitted on 29 Mar 2021 (v1), last revised 5 Jun 2022 (this version, v2)]
https://arxiv.org/abs/2103.15862
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