L’univers est essentiellement constitué d’espace vide, mais même les parties qui ne le sont pas contiennent des secrets. Nous pensions autrefois que la matière noire était un fantôme unique et monolithique flottant autour des galaxies. Les scientifiques l’ont désormais divisé en deux variétés différentes. Cette différence est importante car elle modifie notre compréhension de l’histoire du cosmos et de ce qui constitue l’essentiel de sa masse.
La première variété est étonnamment familière. Il représente environ 4,5 pour cent de l’univers entier. Ce n’est pas la chose effrayante et invisible qui courbe la lumière. Il se compose de baryons – protons, neutrons et noyaux atomiques. Ce sont les mêmes éléments constitutifs qui composent les étoiles, les planètes et vous. Mais voici le problème : la majeure partie de cette matière baryonique ne brille pas. Il fait sombre. Il n’émet pas de lumière et est donc difficile à détecter, mais il est physiquement constitué des mêmes substances que tout ce que nous connaissons.
Viennent ensuite les 26,1 pour cent restants. C’est de la vraie matière noire. Ce n’est pas baryonique. Nous ne savons pas de quoi il est fait. Ce ne sont pas des atomes. Ce ne sont ni des protons ni des neutrons. C’est quelque chose de complètement différent. Et il fait relativement « froid ». En termes physiques, cela signifie que ce n’est pas relativiste. Il se déplace lentement par rapport à la vitesse de la lumière. Cette lenteur est la clé. La matière noire froide s’agglutine sous l’influence de la gravité pour former la structure qui maintient les galaxies ensemble. S’il faisait chaud et se déplaçait rapidement, il se briserait en éclats et les galaxies que nous connaissons n’existeraient pas.
Alors pourquoi les séparer ? Parce que l’un est fait de choses que nous pourrions toucher si seulement nous pouvions le trouver. L’autre est un mystère. 4,5 pour cent est une affaire ordinaire déguisée. 26,1 pour cent est quelque chose de nouveau. Nous avons détecté le premier type grâce à son attraction gravitationnelle, même si nous ne pouvons pas le voir. Le deuxième type est identifié encore plus indirectement par la façon dont les galaxies tournent et dont la lumière se courbe autour d’elles.
Cette division n’est pas seulement sémantique. Cela nous montre que la « matière noire » est un terme inapproprié pour la moitié de celle-ci. La moitié n’est qu’une matière normale difficile à détecter. La seconde mi-temps est vraiment étrange. Nous n’avons pas encore de particule pour cela. Nous avons les équations. Nous avons quelques indices. Mais pas de détection directe.
La variante froide non baryonique domine le budget de masse. C’est la colle. La matière noire baryonique est constituée de débris. Les deux sont invisibles. Les deux sont sombres. Mais un seul est étrange. L’autre se cache.
