Gravitation : un test sur 680 000 galaxies prouve que Newton avait raison
Un test à l’échelle de l’Univers lointain vient de confirmer la justesse de la théorie de la gravitation, même à des distances se comptant en milliards d’années-lumière. Cette validation relance le mystère de la matière noire, renforçant l’idée qu’une immense partie de notre cosmos reste totalement invisible à nos yeux.
Lorsque les astrophysiciens observent l’Univers, ils sont confrontés à un problème majeur : les calculs ne concordent pas. En étudiant la « matière baryonique » (la matière visible qui compose les étoiles, les planètes, le gaz et la poussière), les scientifiques constatent que les galaxies tournent beaucoup trop vite sur elles-mêmes. De plus, les amas de galaxies, qui devraient logiquement se disloquer sous l’effet de ces vitesses, restent solidement soudés.
Pour résoudre cette énigme, deux écoles s’affrontent. La première postule l’existence d’une « matière noire », une substance invisible représentant près de 85 % de la matière totale de l’Univers, qui n’interagirait qu’à travers la gravité. La seconde hypothèse suggère que les lois de la gravitation, formulées par Newton puis précisées par Einstein, sont incomplètes et doivent être modifiées pour s’appliquer aux échelles cosmiques.
Pour trancher ce débat, le cosmologiste Patricio Gallardo et son équipe de l’Université de Pennsylvanie ont analysé le mouvement de gigantesques amas galactiques, comprenant environ 686 000 galaxies, situés entre 5 et 7 milliards d’années-lumière de la Terre. Leur méthode repose sur l’effet Sunyaev-Zeldovich cinématique. En observant le « fond diffus cosmologique » (la toute première lumière de l’Univers), ils ont mesuré la déviation des photons traversant les gaz chauds d’un amas en mouvement, permettant ainsi de déterminer l’intensité de la force gravitationnelle à l’œuvre.
Les résultats montrent que l’attraction entre ces amas de galaxies décroît exactement selon la loi de l’inverse des carrés, confirmant ainsi la validité des théories de Newton. Cette confirmation apporte une preuve supplémentaire en faveur de l’existence de la matière noire, dont la nature exacte demeure l’un des plus grands mystères de la science moderne. L’étude a été publiée dans les Physical Review Letters.
Source : Physical Review Letters
