Un étrange “fluide noir” pourrait expliquer les 95 % manquants de l’Univers

Les galaxies tournent plus vite qu’elles ne le devraient. L’espace s’étend alors qu’il ne devrait pas. Et tout cela commence à donner l’impression que nous allons toujours être dans le noir quand il s’agit des grandes questions de physique.

La solution d’un physicien réside dans un “fluide” hypothétique avec une masse négative. Non, un tel matériau n’a jamais été vu auparavant. Mais la chasse aux particules et aux énergies exotiques devient de plus en plus difficile de jour en jour, alors ça vaut la peine de garder nos options ouvertes.

Jamie Farnes de l’Université d’Oxford suggère de revenir à la théorie de la relativité générale d’Einstein – celle qui décrit la gravité en termes de géométrie espace-temps – et de l’ajuster un peu pour permettre à la matière ayant une masse négative de prendre naissance.

Cette émergence d’une étrange particule qui “pousse” pourrait résoudre deux des mystères les plus frustrants de la physique – pourquoi les galaxies restent-elles soudées lorsqu’elles tournent ? Et pourquoi l’Univers semble-t-il se développer si rapidement aujourd’hui par rapport au passé ?

À l’heure actuelle, la meilleure explication pour chaque observation est que les choses très difficiles à voir font beaucoup de pression ou de traction.

La matière noire est tout ce qui se passe pour être responsable de “rassembler” les étoiles et les galaxies en plus de tout ce que nous pouvons voir. Il s’agit plus que probablement d’une sorte de particule massive qui n’interagit pas bien avec la matière visible, la rendant pratiquement invisible.

L’énergie noire, d’autre part, est un phénomène théorique responsable de contrecarrer les forces gravitationnelles, provoquant l’écartement des structures à grande échelle et donnant l’impression que l’Univers se dilate à un rythme toujours croissant.

Pour l’instant, ce sont les meilleures réponses que nous ayons. Bien qu’il y ait beaucoup de suggestions sur ce qu’il y a derrière chacune d’elles, nous sommes encore un peu plus proche d’une preuve irréfutable. C’est en dépit du fait que les deux se combinent pour constituer environ 95 % de toute l’énergie et de la matière dans le cosmos.

“C’est embarrassant”, dit Farnes dans son article sur The Conversation. “Mais les astrophysiciens sont les premiers à l’admettre.”

Farnes se demande si ces 95 % manquants ne reviennent pas à la même chose. Il a proposé un “fluide” noir et perméable qui apparaît dans l’espace vide et pousse faiblement contre la matière environnante.

Non seulement ce doux coup de pouce aurait conduit les galaxies à s’écarter, créant ainsi un espace supplémentaire pour que plus de fluide noir puisse “percer” dans la réalité, mais il pousserait également sur leurs étoiles, les empêchant de s’échapper pendant que la galaxie tourbillonne.

En ce qui concerne les théories potentielles, cela semble plutôt parcimonieux. Rien de tel qu’une solution à deux pour le prix d’un.

Mieux encore, les modèles de masse négative de Farnes pourraient être mis à l’épreuve à l’aide des données sur la distribution des galaxies recueillies à l’aide du Square Kilometre Array.

“Le résultat semble plutôt beau”, a dit Farnes.

“L’énergie noire et la matière noire peuvent être unifiées en une seule substance, les deux effets s’expliquant simplement comme une matière de masse positive surfant sur une mer de masses négatives.”

Magnifique, bien sûr. Mais même Farnes est d’accord sur le fait que l’idée est un peu moins avancée en ce qui concerne la physique.

Tout d’abord, bien qu’il y ait des phénomènes présentant des caractéristiques de masse négative, ce n’est pas la même chose que l’apparition spontanée de particules de masse négative.

Deuxièmement, bien que la mécanique quantique prévoie les particules qui entrent et sortent de l’existence dans le vide, cela n’aboutit pas non plus à la génération perpétuelle d’une soupe noire de masses négatives.

Pourtant, avant que nous n’allions trop loin, Albert Einstein lui-même a proposé un facteur enjoliveur similaire lorsqu’il a esquissé la relativité générale. Il y a donc de la place dans les mathématiques pour expliquer un tel concept.

“En ce qui concerne la théorie newtonienne”, écrivait-il en 1918, “il faut modifier la théorie de sorte que ‘l’espace vide’ joue le rôle de masses négatives gravitationnelles qui sont réparties dans tout l’espace interstellaire”.

Mais il a aussi rejeté la masse négative de l’espace vide comme sa plus grosse bévue.

Malgré tout, peu importe ce qui semble séparer l’espace et maintenir les galaxies ensemble, nous n’avons pas de réponse.

Nous pourrions avoir besoin de quelques suggestions supplémentaires au cas où toutes les autres idées échoueraient. Dans ce cas, le modèle farfelu de Farnes d’un Univers fuyant un fluide noir pourrait bien voir son jour dans le Soleil après tout.

“S’il est réel, cela suggérerait que les 95 % manquants du cosmos avaient une solution esthétique”, dit-il.

“Nous avions oublié d’inclure un simple signe moins.”

Cette recherche a été publiée dans Astronomy & Astrophysics.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche