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VIDÉO - La matière noire expliquée par L'Homme invisible 

Imaginez vous l’immensité de l’univers. Qu’est-ce que vous voyez? Des centaines de milliards de galaxies, contenant chacune des centaines de milliards d’étoiles, une myriade de trous noirs, des milliards de planètes. Sur notre planète: des océans, des volcans, des montagnes, des milliards de bébêtes, des humains, leurs maisons, leurs écrans… Tout cela constitue la matière.

Mais ce n’est pas tout! Il y a également la matière noire. Et c’est précisément le sujet de cet épisode de PopScience, l’émission de Heidi.news qui explique les phénomènes les plus fascinants de la science grâce aux meilleurs éléments de la pop culture. Aujourd’hui, on va donc mieux comprendre ce qu’est la matière noire, et ce, grâce à L’Homme invisible. A regarder ci-dessus!

Pourquoi c’est intéressant. Si vous pouviez rassembler toute la matière et la peser, la balance afficherait 100 millions de milliards de milliards de milliards de milliards de milliards de kilos. Dingue non? Et pourtant, cette matière que l’on peut voir avec nos yeux, des télescopes, ou d’autres instruments scientifiques représente seulement 15% de toute la matière contenue dans l’univers. Ça veut dire que 85% de toute la matière contenue dans l’univers est... invisible!

Les chercheurs appellent cette chose «la masse manquante» ou «la matière noire». Pourquoi pensent-ils qu’elle existe? Car même si on ne la voit pas, la matière noire a une action visible sur les objets de l’univers. Un peu comme quand on perçoit la présence de L’Homme invisible quand il met KO toute une bande de policiers.

Dès les années 1930, l’astronome Fritz Zwicky remarque en effet  une chose étrange en observant le ciel: les galaxies d’un amas sont 10 fois plus rapides que ce qui est prévu par la gravitation. Il en déduit que cet amas est sans doute beaucoup plus massif que sa seule matière visible ne le suggère et qu’il doit contenir une énorme quantité de matière invisible. Cette matière, il la nomme Dunkle materia (oui, il était originaire de Suisse alémanique): la matière sombre.

40 ans plus tard, l’Américaine Véra Rubin constate que, dans les galaxies, la vitesse de rotation des étoiles ne décroît pas à mesure qu’on s’éloigne du centre, comme le prédit la gravité. Comme si, tout autour de ces galaxies, un immense halo de matière invisible accélérait les étoiles de la périphérie. Un peu comme si L’Homme invisible vous poussait brutalement et que, pour des observateurs extérieurs, vous aviez l’air d’être bizarrement accéléré.

Wimps. Alors qui se cache derrière L’Homme invisible? Ou plutôt, quelle est la nature de cette mystérieuse matière que personne n’a jamais vue? C’est l’un des plus grands mystères de la science actuelle.

Dès les années 70, les astronomes envisagent plusieurs pistes pour l’identité de la matière noire: ils pensent d’abord qu’il s’agit peut-être d’une population d’étoiles ratées, des naines brunes, massives mais trop peu lumineuses pour être repérées. Ils suspectent ensuite les particules élémentaires appelés neutrinos. Mais aucun de ces suspects ne colle avec le portrait-robot de la matière noire, et ils sont vite innocentés.

Dans les années 80, les enquêteurs mettent la main sur le coupable idéal : les neutralinos. Des particules élémentaires pas encore découvertes, mais prédites par une théorie, la supersymétrie. Même s’ils sont encore théoriques, les neutralinos, ou wimps en anglais, ont tout du suspect parfait.

Une partie de la chasse en Suisse. Pour surprendre les wimps, des moyens considérables sont déployés. Comme ces particules interagissent extrêmement peu avec la matière, les physiciens construisent des détecteurs ultra sensibles

Des machines enfouies très profondément sous la terre, bien à l’abri des rayonnements polluants qui pourraient brouiller le signal qu’ils espèrent détecter: l’interaction entre une particule de matière noire et une particule de matière normale.

Ces machines construites pour capter cette étincelle sont spectaculaires. Il y a par exemple un détecteur empli de tonnes de xénon enfoui à 1400m sous les Alpes, un autre empli de tonnes d’argon caché à 2000m de profondeur dans une mine de nickel en Ontario…

Pour détecter les précieux wimps, une autre partie des chercheurs  a choisi une autre voie, peut-être encore plus ambitieuse: recréer de toute pièce ces particules de matière noire avec la plus grande machine jamais construite par l’Homme: l’accélérateur de particules LHC, entre la Suisse et la France.

Un regain d’espoir. Pour l’instant, après 40 ans de quête, la construction de machines toujours plus gargantuesques, L'Homme invisible n'a toujours pas été démasqué. Pas un wimps n’a été pris la main dans le sac.

Mais, alors qu’une partie des scientifiques s’apprêtaient à abandonner la piste des wimps, les chercheurs de la machine Xenon 1T, enfouie dans le tunnel du Gran Sasso, en Italie, viennent d’annoncer la découverte d’une étincelle très très prometteuse. Affaire à suivre.

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