Matière noire - il y a un sentiment croissant que nous nous rapprochons de découvrir la vraie nature de ce truc insaisissable. Au moins, nous menons un certain nombre d'expériences qui semblent (sur des bases théoriques) avoir la capacité de l'identifier - et si elles ne le font pas ... eh bien, il est peut-être temps de repenser l'ensemble du jeu de balle.
Il existe sans doute deux exigences très distinctes pour la matière noire pour donner un sens à notre ensemble de données actuel et à notre schéma théorique pour l'univers. Premièrement, le modèle standard de la cosmologie (Lambda-Cold Dark Matter) exige que 96% de l'univers soit composé de choses de nature inconnue qui ne peuvent pas être directement observées.
Environ les deux tiers de ce truc inconnu ne peuvent pas avoir d'importance, car il croît apparemment à mesure que l'univers se développe - nous l'appelons donc énergie sombre. La composante restante que nous appelons matière noire car elle représente une composante du côté obscur qui est capable de générer de la gravité. Mais c'est tout. Dans ce contexte, la matière noire est invoquée pour équilibrer les mathématiques - au sein d'un ensemble de formules qui sapent déjà la crédibilité en nous disant que 96% de l'univers est invisible et indétectable. Donc, si c'était tout ce qu'il y avait à plaider en faveur de la matière noire, vous seriez justifié si vous vous sentiez un peu sceptique.
Mais la deuxième exigence pour la matière noire est beaucoup plus fondée sur l'observation sonore et la physique conventionnelle. Les galaxies - et la manière dont les galaxies se regroupent et interagissent dynamiquement - n'ont pas de sens si elles ne sont composées que des types de matière visible et connue qui s'y trouvent. La Voie lactée elle-même tourne d'une manière qui entraînerait une grande partie de sa séparation, s'il n'y avait pas de matière invisible supplémentaire générant une attraction gravitationnelle supplémentaire. Il y a donc de bonnes raisons de penser qu'il pourrait vraiment y avoir autre chose.
Il y a eu récemment une confusion sur la matière noire dans les galaxies naines - bien qu'il s'agisse principalement de savoir si les particules de matière noire s'agglutinent au centre ou s'il s'agit de particules énergétiques sifflant dans toute la galaxie. Apparemment, les données correspondent mieux à ce dernier scénario, ce qui remet en question l’opinion répandue selon laquelle la matière noire est «froide» et sujette à l’agglomération.
Une revue de littérature récente sur Arxiv fournit une couverture complète de l'état actuel de la science de la matière noire. Les données initiales du vaisseau spatial PAMELA, montrant un flux de rayons cosmiques anormal, ont encouragé la spéculation que cela pourrait résulter de l'annihilation ou de la décomposition de la matière noire. Cette théorie n'a pas reçu un large soutien, mais une telle spéculation a été relancée plus récemment avec FERMI-LAT trouvant des flux inattendus de positrons (c'est-à-dire de l'antimatière) - suivi d'une annonce que FERMI-LAT et d'autres télescopes entreprendront une recherche dédiée pour les raies gamma résultant de l'anéantissement ou de la décomposition de la matière noire. Ici, il est présumé - ou du moins émis l'hypothèse - que la matière noire peut être détruite dans les centres chauds, denses et dynamiques des galaxies, y compris notre galaxie.
La science spatiale pourrait donc fournir au moins des preuves indirectes de l'un des plus grands mystères de la science spatiale - bien que toutes les découvertes à ce jour ne soient au mieux pas concluantes.
Les expériences basées sur la Terre recherchent des preuves plus directes de la nature des particules de la matière noire. Par exemple, le Grand collisionneur de hadrons recherche des signes de signatures de particules de supersymétrie. Le neutrino hypothétique correspondrait bien aux caractéristiques hypothétiques d'une particule de matière sombre (une particule qui interagit faiblement avec une autre matière, a une charge neutre, est stable sur des échelles de temps cosmiques et n'a pas de charge de couleur), mais il n'y a aucun signe de neutrino, ou toute autre chose clairement supersymétrique, jusqu'à présent.
Il existe également des expériences, comme DAMA / LIBRA, des mines de charbon profondes et similaires, qui sont conçues pour identifier directement les particules massives faiblement interactives - bien que les résultats à ce jour ne soient pas tous concluants.
Et «tout un peu non concluant» est une déclaration qui représente bien l'état actuel de la science de la matière noire - nous restons convaincus qu'il y a quelque chose là-bas, mais (jeu obligatoire sur les mots à venir), nous restons autant que jamais dans l'ignorance de ce que c'est exactement.
Lectures complémentaires: Capoziello et al Le problème de la matière manquante: de la recherche de matière noire aux hypothèses alternatives.
