La matière noire de l’Univers – Conférence publique de Françoise Combes le 13 avril 2022

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L’Association des Astronomes Amateurs d’Auvergne (4A) accueillait mercredi 13 avril 2022 à l’amphi Recherche des Cézeaux l’astrophysicienne Françoise Combes, membre de l’Académie des Sciences et titulaire de la chaire “Galaxies et Cosmologie” au Collège de France. Sa conférence était consacrée à “La matière noire de l’Univers”.

Elle s’est déroulée dans un amphi Recherche bondé (il a fallu fermer les portes faute de places !) où on remarquait dans l’assistance de nombreux étudiants motivés par leurs enseignants à assister à cet évènement ; et il y avait aussi bien sûr des personnes peut-être moins averties, mais intéressées par les mystères de l’univers ou plus simplement amoureuses des beautés du ciel. Bref un public diversifié que Françoise Combes a fait plonger au cœur d’une des plus grandes énigmes de notre monde : la Matière noire.

Le point de départ de ce problème, pressenti dans les années 1930 à partir des mouvements des galaxies dans leurs amas, a été l’observation dans les années 1970 des mouvements des étoiles dans les galaxies, en particulier par l’astronome américaine Vera Rubin. Ces résultats ont été très étonnants : si l’on s’en tient à la masse connue dans ces objets, les mouvements ne respectent pas la loi de la gravitation établie par Newton puis refondée par Einstein (Relativité Générale). De sorte qu’il y a deux types de solutions : soit l’Univers contient une matière d’un genre complètement différent de la matière connue, qui n’interagit pas avec cette dernière, si ce n’est par la gravitation, et que nous ne pouvons donc pas détecter facilement bien que nous y soyons cependant plongés : c’est la piste de la Matière noire. L’autre piste est de considérer que la loi de la gravitation que nous connaissons, parfaitement en accord avec les faits dans le Système solaire, s’applique mal dans le contexte des galaxies où le champ de gravitation est beaucoup plus faible : c’est la piste de la Gravitation modifiée (par rapport à la Relativité Générale).

Pour résoudre la question il faut donc soit trouver les particules “exotiques” constituant la Matière noire : échec pour le moment, mais les expériences en cours se poursuivent dans de fabuleuses machines telles le LHC au CERN ; soit établir un nouveau formalisme de la gravitation qui parvienne à décrire la totalité des phénomènes, un sujet qui occupe un grand nombre de théoriciens de la Physique dans le monde entier.

Françoise Combes a emmené son public sur ces différentes pistes dont l’exploration constitue l’une des plus grandes aventures scientifiques actuelles. Pour l’heure les recherches progressent, surtout par élimination d’hypothèses les unes après les autres. On appelle cela contraindre les solutions possibles… et le Graal n’est pas encore trouvé !  Mais c’est ainsi que la science s’est faite de tout temps, avec toujours plus de questions surgissant aux frontières de nos connaissances. Donc l’espoir d’y arriver un jour est bien là !