Mais quelle est la nature de la matière noire ? Selon l'une des théories, elle pourrait contenir des particules dites « supersymétriques », particules hypothétiques qui seraient associées aux particules déjà connues du Modèle standard.
La matière sombre (dark matter en anglais) est une mystérieuse composante matérielle probablement constituée de particules élémentaires mais en aucun cas de matière normale, c'est-à-dire de protons, neutrons et électrons, et que l'on suppose répartie dans tout l'univers observable.
La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.
La matière représente une quantité totale de 31 % de l'Univers. Le reste est constitué d'énergie noire. Une équipe d'astronomes et de physiciens est arrivée à cette conclusion, présentée dans la revue The Astrophysical Journal le 25 septembre 2020.
Le premier indice de l'existence de la matière noire est venu des travaux de l'astronome suisse Fritz Zwicky dès 1933. Il souhaitait mesurer la masse d'un amas galactique, un groupe de plus de cent galaxies liées par les forces gravitationnelles, en utilisant deux méthodes.
La production d'antimatière en pratique
Au CERN, les protons d'une énergie de 26 GeV (soit environ 30 fois leur masse au repos) entrent en collision avec des noyaux atomiques à l'intérieur d'un cylindre en métal appelé cible. Environ quatre paires de protons-antiprotons sont produites après un million de collisions.
Produire de la matière noire
Le LHC est une infrastructure scientifique où ont lieu des collisions de protons de très hautes énergies. L'énergie atteinte lors de la collision permet de créer des particules de très grandes masses dont théoriquement des particules de matière noire.
L'astronome Fritz Zwicky est le premier à avoir envisagé la matière noire, et c'était d'ores et déjà, en 1933, une tentative pour comprendre les comportements inexplicables d'objets cosmiques.
L'univers est composé de milliards d'étoiles et d'autres objets célestes tels les planètes, les comètes, les astéroïdes, etc. Tous ces corps se structurent en galaxies, amas et superamas. Cependant, à grande échelle, la structure de l'univers est dite « lacunaire » car celui-ci est en majorité constitué de vide.
On sait qu'en moyenne 4 % de l'univers est constitué de matière émettant de la lumière (matière visible), 23 % serait de la matière invisible (appelée matière sombre ou noire), et 73 % une énergie de forme inconnue, appelée énergie du vide, énergie sombre ou noire.
Contrairement à la matière ordinaire, la matière noire n'est pas sensible à la force électromagnétique. De ce fait, elle ne peut absorber, refléter ou émettre de la lumière, ce qui la rend extrêmement difficile à détecter.
On appelle « horizon cosmologique » la première lumière émise par le Big Bang il y a 13,82 milliards d'années.
En date de 2019, les mesures suggèrent que les évènements initiaux remontent à entre 13,7 et 13,8 milliards d'années. En pratique, on divise l'évolution de l'Univers depuis cette date jusqu'à nos jours en plusieurs ères. La formation de l'Univers commence par l'ère du rayonnement, suivie de l'ère de la matière.
Notre galaxie, la Voie lactée, appartient à un groupe de galaxies, comprenant une trentaine de galaxies, appelé Groupe local, lui-même inclus dans le superamas de la Vierge.
La matière est partout présente autour de nous. Elle est constituée d'atomes, eux-mêmes construits à partir de « briques plus petites », appelées particules élémentaires. L'origine de la matière présente sur Terre et dans l'Univers est expliquée aujourd'hui par le modèle du Big Bang.
L'antimatière n'existe qu'en quantités infimes dans l'univers local, soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. Les travaux sur l'antimatière consistent en grande partie à expliquer la rareté de l'antimatière par rapport à la matière.
1. L'antimatière. Coût : cent mille milliards de dollars le gramme.
Si le prix exact de l'antimatière est inconnu, il coûterait environ 45 300 milliards d'euros pour en synthétiser un seul gramme. Ce prix est dû à la difficulté de la création de cette substance puisqu'elle ne peut être générée qu'avec un accélérateur de particules ou dans certains cas via la désintégration radioactive.
Les premiers organismes vivants seraient donc apparus sur Terre à peine quelques centaines de millions d'années après la formation de la planète. Les travaux scientifiques contemporains sur les origines de la vie adoptent des approches très diverses, qu'elles soient ancrées dans la biologie, la biochimie ou la chimie3.
(Date à préciser) Du latin deus , de l'indo-européen commun * di- (« briller, soleil, jour, dieu »). Apparenté au grec ancien Ζεύς , Zeús (« Zeus »).
Ainsi, l'Univers observable forme une sorte de sphère autour de nous, mais le bord de cette sphère ne marque pas la fin de l'Univers, il marque juste la zone qui n'est pas encore observable pour nous.
Un article paru en janvier 2011 dans la revue Physical Review arrive à la conclusion que le temps va s'arrêter d'ici 5 milliards d'années. Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont étudié les implications de la théorie de l'inflation éternelle et l'existence de multivers associée à cette théorie.
Il n'y a pas "d'extérieur" à l'Univers . L'Univers n'a donc pas de limite : tu peux partir en fusée aussi vite que tu veux (même plus vite que la lumière si tu veux) dans une direction quelconque pendant un temps très long, tu n'arriveras pas à sortir de l'Univers.
Selon la théorie du big bang, l'univers s'est dilaté il y a environ 13,8 milliards d'années. Autrefois plus dense, plus chaud, plus lumineux et désorganisé, il s'est modifié et refroidi, et, au fil des années, des étoiles, des galaxies ainsi que le soleil et des planètes, dont la planète Terre, ont émergé.
De même, il n'est pas rare d'exprimer la masse baryonique de l'univers observable non pas en kilogrammes, mais en masses solaires (environ 2×1030 kg), ce qui donne 6,3×1022, souvent arrondi à 1023.