Matière Noire & Energie sombre (PDF)

Ciencias para el mundo contemporáneo – Nuestro Lugar en el Universo
la session précédente. C'est le fait que l'Espace est en expansion. Ainsi si on imagine un morceau de
notre univers infini, OK, voici donc quatre galaxies en spirale, OK. Et imaginez qu'on place des
appareils d'enregistrement, chaque ligne ici correspond donc à un appareil d'enregistrement --
horizontalement et verticalement - dans le but de mesurer où sont les choses. Si on pourrait faire ça,
ce que nous trouverions c'est que chaque jour passé, chaque année passée, chaque milliard d'années
passées, eh bien, la distance entre les galaxies augmente. Et non pas, parce que les galaxies
s'éloignent les unes des autres dans l'espace; elles ne se déplacent pas forcément dans l'espace. Mais
elles s'éloignent les unes des autres parce que l'espace lui-même s'accroît, OK. Voilà ce que ça
signifie, expansion de l'univers ou de l'espace. Donc elles s'écartent vers le lointain.
Maintenant, ce que Stephen Hawking a aussi mentionné, c'est qu'à la suite du Big Bang, l'espace est
parti en expansion à un rythme très rapide. Mais comme de la matière, exerçant des forces
gravitationnelles se trouve être à l'intérieur de l'espace, celui-ci a tendance à ralentir sa propre
expansion, OK. L'expansion ralentit donc avec le temps. C'est pourquoi au cours du dernier siècle,
les gens ont débattu pour savoir si l'expansion de l'espace continuerait perpétuellement, ou bien s'il
ralentirait, vous voyez, s'il va ralentir, mais continuer à l'infini. Ralentir et freiner
asymptotiquement, et s'arrêter ou bien ralentir, s'arrêter, puis revenir en arrière pour se contracter à
nouveau. Aussi, il y a un peu moins d'une décennie, deux groupes de physiciens et d'astronomes se
sont mis à mesurer la vitesse à laquelle l'expansion de l'espace ralentissait, OK. De combien de fois
moins se dilate-t-il aujourd'hui, en comparaison, disons, d'il y a deux milliards d'années.
La surprenante réponse à cette question, à partir de ces expériences, c'est que l'espace se dilate
aujourd'hui, à un rythme plus important, qu'il y a quelques milliards d'années, OK. L'expansion de
l'espace, en réalité, s'accélère. Ceci fut une conclusion tout à fait inattendue. Il n'y a aucun
raisonnement théorique convaincant pour expliquer cette observation. Personne n'aurait pu prédire
ce qui a été trouvé. C'était le contraire de ce à quoi nous nous attendions. Nous avons donc besoin
de quelque chose pour l'expliquer. Maintenant il s'avère qu'au niveau mathématique, on pourrait
considérer ça comme une énergie. Mais un type d'énergie complètement différent de ce que nous
avons jamais vu. Nous l'appelons l'énergie noire, et c'est elle qui est à l'origine de l'expansion de
l'espace. Mais nous n'avons encore aucune piste sur ce que ce terme mathématique représente. Nous
sommes incapable d'expliquer pourquoi nous devons compter cette énergie.
Maintenant, au point où nous sommes, ce que je souhaite vraiment vous faire comprendre, c'est
premièrement, que la matière noire et l'énergie noire sont des choses complètement différentes, OK.
Il y a vraiment deux mystères dans la composition de l'univers, et ils ont des effets très différents.
La matière noire, de par son pouvoir gravitationnel, à tendance à encourager la croissance des
structures, d'accord. Des amas de galaxies vont donc se former, grâce à cette énorme force
d'attraction gravitationnelle. L'énergie noire, quant à elle, met de plus en plus d'espace entre les
galaxies. faisant décroître leur pouvoir d'attraction gravitationnel, et par conséquent elle entrave la
croissance des structures. Ainsi donc en observant des choses comme les amas de galaxies, et
comment ils -- leur densité numérique, combien sont-ils en fonction du temps -- nous pouvons
apprendre comment la matière noire et l'énergie noire interagissent l'une contre l'autre dans la
formation des structures.
En terme de matière noire... vous vous en rappelez, j'ai dit que nous n'avions pas vraiment de
candidats convaincants pour l'énergie noire. Mais en avons nous pour la matière noire? Et la
réponse est: oui. Nous avons des candidats sérieux pour la matière noire. Maintenant, qu'est-ce que
j'entends par sérieux? J'entends que nous avons des théories mathématiquement cohérentes que