Le défi de la matière noire dans l`Univers

13 février 2007
Le défi de la matière noire dans l'Univers
Françoise Combes, Membre de l'Académie des sciences
Nos connaissances sur le contenu de l'Univers ont beaucoup progressé ces dernières années, et nous
pouvons identifier les divers composants à quelques pourcents près : pour les trois quarts de l'énergie
noire, et le reste en matière.
Pourtant, la nature de la matière reste un des défis les plus frustrants. La matière visible des galaxies
n'en représente qu'une très faible fraction. La majeure partie de la matière ordinaire (ou baryonique)
ne rayonne pas, et il nous faut deviner quelle est sa forme, par des déductions indirectes sur la
formation et l'évolution des galaxies.
Nous décrirons tous les indices qui nous sont apportés par les courbes de rotation des galaxies, par
l'histoire de leur formation d'étoiles, par le fait que les galaxies évoluent d'un type morphologique à un
autre sur une séquence de Hubble qui représente les diverses étapes de la vie d'une galaxie.
Les problèmes de formation des galaxies dans un univers en expansion ne peuvent être résolus que
si l'on suppose l'existence de matière non-baryonique en quantité encore plus importante. L'existence
de cette matière noire est confirmée par la cartographie de l'univers par les lentilles gravitationnelles,
et l'observation des anisotropies du fond de rayonnement micro-onde. Nous décrirons les candidats
possibles pour cette matière noire, avec leurs succès et leurs échecs. Enfin l'existence supposée de
matière noire non-baryonique ne pourrait-elle pas plutôt être une conséquence de notre ignorance de
la forme de la gravité à grande échelle ? Les perspectives passionnantes de cette hypothèse seront
discutées.