Qu'est-ce que la matière noire?
La matière noire est une forme mystérieuse de matière qui exerce des effets gravitationnels sur la matière ordinaire, mais ne peut être observée par aucun autre moyen. Alors que les nuages de matière conventionnels peuvent être détectés grâce à leur activité stellaire, à la diffusion de la lumière, aux émissions radio, etc., les nuages de matière noire sont invisibles pour la grande majorité de nos instruments. Pourtant, ils constituent 90% à 99% de la matière dans l'univers.
Dans les années 30, les astronomes Fritz Zwicky et Sinclair Smith ont effectué une analyse de la vitesse des galaxies au sein des grands amas galactiques Virgo et Coma. Ils ont découvert que toutes les galaxies se déplaçaient entre dix et cent fois plus vite que prévu, étant donné les estimations basées sur la densité stellaire observée. Quelque chose d'invisible créait une gravité supplémentaire.
Bien que les observations initiales de Zwicky et Smith semblaient fournir de fortes preuves de la matière noire, tous les cosmologues n'étaient pas convaincus. Comme ces amas galactiques étaient si éloignés, il était difficile de mesurer avec précision les vitesses indépendantes de chaque galaxie sur une échelle de temps de quelques décennies seulement. Des preuves plus solides sont apparues dans les années 70 lorsque des scientifiques tels que Rubin, Freeman et Peebles ont commencé à analyser les courbes de rotation des galaxies. Les étoiles des galaxies spirales, comme la nôtre, se déplaçaient plus rapidement autour du noyau galactique que ne le laissait présager leur masse observable.
On a finalement découvert que toutes les galaxies contiennent des halos de matière noire qui s'étendent bien au-delà des limites de la galaxie indiquées au télescope. Ces halos sont dits constitués de MACHO (objets de halo compacts astrophysiques massifs) et de WIMP (particules massives à interaction faible). Les MACHO sont théorisés pour être principalement des trous noirs et des naines brunes (étoiles brûlées). Ils sont constitués de matière conventionnelle, ou baryonique - les atomes que nous connaissons ne sont que très compressés. Les WIMP sont des formes de matière non-baryoniques, des particules en interaction faible qui se déplacent à des vitesses relativistes. Le candidat le plus probable aux WIMP sont le neutrino et ses cousins.