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L'Univers est-il parsemé de boules de matière sombre ?

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L'Univers est-il parsemé de boules de matière sombre ?

Jeudi, 01/12/2005 - 23:00 0 commentaire
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Deux théoriciens, l'Anglais Colin Froggatt et le Danois Holger Nielsen prédisent l'existence de boules de matière sombre de 20 centimètres de diamètre, disséminées dans l'Univers. Ces balles, qui pourraient peser environ 100 millions de tonnes chacune, seraient difficiles à détecter mais pourraient exister à l'intérieur des étoiles les plus lourdes. Les physiciens pensent ces boules seraient capables de libérer suffisamment d'énergie pour faire éclater les étoiles en supernova. En moyenne, il existerait une balle de matière sombre pour chaque volume de l'espace d'une taille équivalente à celle de notre système solaire. L'existence de la matière sombre a été initialement imaginée pour expliquer pourquoi les galaxies tournent beaucoup plus rapidement que ce qui peut être expliqué par la quantité de matière visible qu'elles contiennent.

Cette forme mystérieuse de matière n'émet ni n'absorbe de rayonnement électromagnétique ce qui explique l'emploi des mots "sombre" ou "noire" pour la caractériser - et ne peut être détectée que par son influence gravitationnelle sur la matière normale. Selon le modèle standard de la cosmologie, l'Univers est censé contenir environ 5 % de matière normale, 25 % de matière sombre et 70 % d'énergie sombre. La nature de ces matière et énergie sombres est le plus grand mystère de la cosmologie actuelle.

Le nouveau modèle, proposé par Froggatt et Nielsen n'exige aucune nouvelle particule ni interaction à rajouter au modèle standard. Le modèle prévoit également une proportion matière sombre / matière normale qui est conforme à la valeur obtenue par le satellite WMAP en 2003. Il suppose, cependant, l'existence "d'un vide alternatif" ayant la même densité d'énergie que notre propre vide normal.

Froggatt et Nielsen prévoient que les deux types différents de vide se sont dissociés en différentes régions de l'espace très tôt dans l'histoire de l'Univers, séparées par des "murs" de températures. Approximativement une seconde après le Big Bang, selon les chercheurs, ces murs ont formé des balles qui ont encapsulé la matière à l'intérieur de fragments de vide alternatif. Tous les nucléons pourraient avoir été capturés de cette façon, ce qui a conduit à la formation des premiers noyaux légers, tels que l'hélium, alors que les billes se contractaient rapidement.

Cette contraction a continué jusqu'à ce que les noyaux d'hélium fusionnent pour former des noyaux plus lourds et que l'énergie libérée dans les réactions en chaîne ultérieures ait expulsé les nucléons des balles. Selon le nouveau modèle, un sixième des nucléons ont été libérés de cette façon, ont pénétré le vide normal et sont devenus de la matière normale. Le reste des nucléons est demeuré piégé en tant que matière sombre à l'intérieur des balles du vide alternatif.

L'équipe des scientifiques pense que certaines de ces balles pourraient s'être rassemblées au coeur d'étoiles lourdes. A des températures et pour des densités suffisamment élevées, elles pourraient avoir commencé à absorber l'étoile, et à libérer suffisamment d'énergie pour la faire exploser en supernova. Les balles elles-mêmes pourraient avoir implosé ce qui pourrait expliquer la production de rayons cosmiques de très haute énergie à partir d'endroits apparemment vides de l'Univers.

PW

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