Des recherches récentes suggèrent que la matière noire, la substance invisible la plus abondante de l’univers, pourrait entrer en collision avec des neutrinos, des particules subatomiques si insaisissables qu’elles interagissent rarement avec quoi que ce soit. Cette interaction inattendue, si elle est confirmée, pourrait résoudre une divergence clé dans notre compréhension de la structure de l’univers et potentiellement révolutionner la cosmologie et la physique des particules.
Les pièces manquantes de l’univers : la matière noire et les neutrinos
La matière noire représente 85 % de toute la matière du cosmos, exerçant une influence gravitationnelle mais restant invisible pour l’observation directe. Son existence est déduite de ses effets sur les galaxies et les structures à grande échelle.
Les neutrinos, surnommés « particules fantômes » en raison de leur masse quasi nulle et de leurs faibles interactions, imprègnent l’univers en nombre stupéfiant. Environ 100 milliards traversent chaque centimètre carré de votre corps chaque seconde. Malgré leur abondance, ils interagissent si rarement que leur détection constitue un défi expérimental majeur.
Un choc de théories : le modèle standard sous pression
Le modèle cosmologique dominant, connu sous le nom de lambda-CDM, prédit une interaction minimale entre la matière noire et les neutrinos. Cependant, les observations suggèrent que l’univers est moins « grumeleux » que ne le prévoit ce modèle, ce qui signifie que les galaxies et les grandes structures sont réparties de manière plus clairsemée que prévu. Ce décalage, appelé « tension S8 », intrigue les cosmologistes depuis des années.
La nouvelle étude, publiée dans Nature Astronomy, fournit la preuve que les collisions entre la matière noire et les neutrinos pourraient être la pièce manquante. Si ces particules transfèrent leur impulsion lors des interactions, cela pourrait expliquer l’absence d’agglutination observée sans invalider l’ensemble du cadre cosmologique.
Comment la recherche a été menée
Les chercheurs ont combiné des données provenant de plusieurs sources :
- Fond Cosmique Micro-ondes (CMB) : La rémanence du Big Bang, observée par le télescope cosmologique Atacama et le satellite Planck.
- Oscillations acoustiques baryoniennes (BAO) : Ondes de pression “gelées” provenant du premier univers.
- Structure à grande échelle : Cartographiée grâce à des études de galaxies comme le Sloan Digital Sky Survey.
- Cosmic Shear : Distorsions de la lumière lointaine causées par la lentille gravitationnelle, mesurées par le Dark Energy Survey.
En simulant l’univers avec et sans interactions matière noire-neutrinos, l’équipe a découvert que les collisions correspondaient mieux aux observations du monde réel.
Importance et mises en garde
Les résultats ont une signification statistique de 3-sigma, ce qui signifie qu’il y a 0,3 % de chances que le résultat soit un hasard. Bien qu’en dessous de l’étalon-or du 5-sigma, il est suffisamment important pour justifier une enquête plus approfondie.
« Cette tension ne signifie pas que le modèle cosmologique standard est erroné, mais elle peut suggérer qu’il est incomplet », explique Eleonora Di Valentino, co-auteur de l’étude.
Si elle était confirmée, cette interaction représenterait une avancée fondamentale dans notre compréhension de l’univers. Cela pourrait non seulement résoudre le problème des « agglutinations », mais également ouvrir de nouvelles voies pour explorer la nature de la matière noire et les forces fondamentales régissant le cosmos.
