Invisible, insaisissable et pourtant omniprésente, la matière noire représenterait près de 85 % de la masse de l’univers. Mais malgré des décennies de recherche, le comportement de cet élément reste en grande partie un mystère. Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications apporte un éclairage inédit : cette mystérieuse substance semble bel et bien soumise aux lois de la gravité, comme toute autre forme de matière connue.
Quand les galaxies révèlent la danse de la gravité
Les chercheurs se sont appuyés sur des données issues du Dark Energy Survey et de plusieurs relevés spectroscopiques internationaux. En analysant le décalage vers le rouge — ou redshift — des galaxies, les scientifiques ont évalué la manière dont celles-ci se déplacent sous l’influence de la gravité. L’objectif est alors de vérifier si les mouvements cosmiques respectent bien les équations d’Euler (qui décrivent l’écoulement des fluides – liquide ou gaz – dans l’approximation des milieux continus) et la relativité générale d’Einstein.
Les résultats sont sans équivoque : la matière noire, tout comme les étoiles et les planètes, « tombe » dans les puits gravitationnels créés par les masses les plus denses de l’univers. « Les galaxies, majoritairement composées de matière noire, réagissent aux ondes gravitationnelles exactement comme la matière ordinaire », explique Camille Bonvin, physicienne à l’Université de Genève et coautrice de l’étude.
Une hypothétique “cinquième force”
Les chercheurs ont également exploré l’idée qu’une force encore inconnue puisse agir sur la matière noire, en plus des quatre forces fondamentales – gravité, électromagnétisme, interaction forte et interaction faible. Bien qu’aucune preuve directe n’ait été trouvée, les calculs n’excluent pas complètement cette possibilité. Si une telle force existait, sa puissance ne peut pas excéder 7 % de celle de la gravité, faute de quoi elle aurait déjà été détectée.
Cette découverte majeure consolide le rôle central de la gravité dans la compréhension du cosmos, tout en ouvrant la porte à de nouvelles pistes de recherche. Les prochains relevés du Vera C. Rubin Observatory et de la Dark Energy Survey devraient permettre de tester ces théories avec une précision inédite. Et si une cinquième force venait à se manifester, c’est toute notre vision de l’univers qui pourrait en être bouleversée.
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