Au lieu de provenir du Big Bang conventionnel avec la matière baryonique ordinaire, la matière noire aurait pu émerger un peu plus tard de son propre « Big Bang noir », selon les auteurs d’une nouvelle étude. Actuellement, il habiterait un secteur caché de l’Univers, en grande partie séparé de notre zone visible et interagissant exclusivement par gravité.
Une étude théorique menée par deux chercheurs de l’université Colgate aux États-Unis suggère que la mystérieuse matière noire, que l’on identifie grâce à son influence sur les galaxies mais qui ne peut être visualisée car elle n’interagit pas avec la lumière, serait en réalité le produit d’un deuxième big bangqui se serait produit quelques mois seulement après le Big Bang initial.
Il est actuellement admis par la communauté scientifique internationale que toute la matière qui remplit notre Univers, y compris la matière noire, trouve son origine lors du Big Bang. Ce grand sursaut initial correspond à la fin de la période d’inflation cosmique, lorsque l’énergie du vide qui provoqua une première phase d’expansion extrême du cosmos se transforma en une énergie du vide. rayonnement de plasma chaud et particules.
Une énigme qui demeure
Malgré cela, l’origine et la nature de la matière noire restent une énigme, même si l’on sait qu’elle représente aujourd’hui environ 25 % du budget énergétique de l’Univers et qu’elle concentre environ 85 % de toute la matière existante. Nous expérimentons sa présence à travers influence gravitationnelle qu’il exerce sur les galaxies et autres structures cosmiquesainsi que ses traces dans les restes électromagnétiques du Big Bang, également appelé rayonnement de fond cosmique micro-onde.
Or, des scientifiques américains postulent dans la nouvelle étude publiée dans la revue Physical Review D que la matière noire n’a pas pu être détectée directement dans des expériences souterraines ni observée dans des accélérateurs de particules, car elle proviendrait d’un Big Bang « caché » et « sombre »après la grande explosion initiale que nous connaissons. Son hypothèse repose sur un étude précédenteréalisée par deux scientifiques de l’Université du Texas à Austin, également aux États-Unis.
Une niche cachée dans le cosmos
Selon un communiqué de presseles chercheurs ont approfondi le modèle du « Dark Big Bang » en déterminant tous les scénarios possibles pour sa réalisation, qui restent cohérents avec les données expérimentales actuelles. En plus de découvrir une gamme inexplorée de paramètres probables qui pourraient expliquer le origine de la matière noireles scientifiques ont déterminé les conséquences observables possibles de ces nouveaux scénarios, notamment la génération d’ondes gravitationnelles qui pourraient être détectables lors de futures expériences.
Issu de ce deuxième « Dark Big Bang », le matière noire serait logé dans une sorte de « niche cachée » du cosmosun secteur distinct de la zone visible avec laquelle nous interagissons et qui ne se connecterait à notre réalité que par gravité. Selon un article publiées dans Science Alert, les expériences en cours telles que l’International Pulsar Timing Array (IPTA) ou le Square Kilometer Array (SKA) fourniront les outils nécessaires pour tester ce modèle, en approfondissant les preuves d’un fond d’ondes gravitationnelles dans l’Univers, qui a été annoncé en 2023.
Référence
Potentiels de champ tunnel du secteur sombre pour un big bang sombre. Richard Casey et Cosmin Ilie. Examen physique D (2024). DOI :https://doi.org/10.1103/PhysRevD.110.103522