Cette nouvelle théorie de la matière noire résout trois mystères de l’univers d’un seul coup

La matière noire reste l'un des grands mystères de la physique moderne. Une nouvelle théorie suggère qu'elle pourrait interagir avec elle-même, et ce détail changerait tout. Ce seul mécanisme suffirait à expliquer trois phénomènes cosmiques que personne ne savait relier.

La matière noire fascine et échappe aux scientifiques depuis des décennies. Elle représente environ 85 % de la matière de l'univers, mais personne ne l'a jamais observée directement. Elle n'émet pas de lumière et n'interagit pas avec les ondes électromagnétiques. Son existence repose uniquement sur ses effets gravitationnels, visibles dans la façon dont les galaxies s'organisent. Les chercheurs multiplient les pistes pour tenter de la caractériser. Un rayon X anormal détecté dans des amas de galaxies avait récemment relancé cette traque.

Le modèle cosmologique dominant, dit LCDM, suppose que les particules de matière noire sont froides et ne s'interagissent pas. Elles traverseraient tout sans jamais se heurter, comme des fantômes cosmiques. Pourtant, plusieurs phénomènes observés résistent à cette description. Des chercheurs envisagent donc une version différente, dans laquelle les particules de matière noire pourraient s'entrechoquer. Une particule venue de l'espace avait déjà été proposée comme clé pour percer les secrets de la matière noire.

La matière noire auto-interagissante résoudrait trois anomalies que le modèle standard n'expliquait pas

Une étude publiée dans la revue Physical Review Letters propose cette explication. Hai-Bo Yu, chercheur à l'Université de Californie à Riverside, y décrit le mécanisme central. Des particules de matière noire qui se heurtent forment des zones très denses. Ce comportement expliquerait trois phénomènes que rien d'autre ne reliait.

Le premier est une masse invisible anormalement compacte, qui déforme la lumière d'une galaxie lointaine comme une loupe géante. Le deuxième est une cicatrice dans un flux d'étoiles de la Voie lactée, comme si un objet invisible l'avait percuté. Le troisième est la formation étrange d'un amas d'étoiles dans une galaxie voisine. Une poche dense de matière noire aurait pu l'attirer et le former.

Aucun de ces trois phénomènes ne trouvait d'explication avec le modèle habituel de la cosmologie. Selon Hai-Bo Yu, un seul et même mécanisme les résout tous. Cette convergence renforce la crédibilité de la théorie. Elle ne remet pas en cause l'existence de la matière noire, mais invite à revoir sa nature.