Le mystère de la matière noire : Dans les coulisses de l'Univers
par Gianfranco Bertone
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Cet essai au titre de polar explore l'un des domaines de la recherche où règne une grande fébrilité. Car l'espoir d'une découverte révolutionnaire est énorme, à la mesure de l'étendue de notre ignorance actuelle.Un seul chiffre peut résumer ce fait : la matière noire, de composition inconnue, constitue 85% de la masse totale de l'univers, la matière « ordinaire » se cantonne aux 15% restant, dont 1% occupé par les étoiles (systèmes planétaires inclus) et 14% par des gaz dilués dans les espaces galactiques et intergalactiques. Si on prend en compte l'énergie sombre, autre grand mystère de l'univers qui reste à élucider, le bilan énergétique devient, à la louche : 70% d'énergie sombre, 25% de matière noire, et seulement 5% de matière ordinaire.La matière ordinaire correspond en gros à tout ce qui visible, connu, expliqué par le modèle standard. La découverte du boson de Higgs en 2012 au CERN a été en quelque sorte la pose de la clé de voute du modèle standard, de la dernière pièce nécessaire achevant et consolidant l'ensemble de l'édifice. C'est dire si la tentation est grande aujourd'hui de théoriser et de découvrir les constituants exotiques composant la matière noire, de nature à dépasser ou faire évoluer le modèle standard.Gianfranco Bertone, chercheur au CNRS, tente de faire le bilan des recherches et des découvertes en cours (enfin… plutôt des recherches que des découvertes).Sans trop vouloir s'avancer et comme pour assurer ses arrières, Bertone n'hésite pas à faire appel au chat de Confucius et au chien de Sherlock Holmes. « – Y a-t-il un point sur lequel vous souhaiteriez attirer mon attention ? – Sur l'incident curieux du chien durant la nuit. – le chien n'a rien fait du tout durant la nuit. – C'est ça, l'incident curieux, remarqua Sherlock Holmes. » Et plus loin, selon Confucius : « Il est difficile de chercher un chat noir dans une pièce sombre, surtout lorsqu'il n'y a pas de chat. » On est pris d'un doute, là…Notons que l'auteur ne manque pas d'humour dans ses métaphores et ses références, afin de rendre plus léger un sujet théorique ardu. Mais l'absence de découvertes officielles (telles que celles, récentes à l'échelle des projets menés, du boson de Higgs ou des ondes gravitationnelles) laisse immanquablement une impression d'inachevé générant une certaine frustration.Tout au plus (et l'auteur ne s'en prive pas) est-il possible de décrire les expérimentations en cours et les espoirs qu'elles suscitent. Après un bref rappel historique sur l'émergence du concept de matière noire, solution toute faite permettant d'expliquer la « masse manquante », Bertone introduit les différentes stratégies de recherche possibles : 1. la recherche directe des WIMP's (weakly interactive massive particles) dans les grands accélérateurs et détecteurs souterrains (LHC, Jinping, Gran Sasso, Modane), illustrée par les programmes de recherche tels que DAMA, CRESST, CMDS, Xenon100, EDELWEISS… ; 2. la détection indirecte par de puissants télescopes, embarqués ou non (Fermi, HESS, MAGIC, VERITAS), et par les expériences PAMELA (satellite russe Resurs-DK1), AMS-02 (station spatiale internationale) et IceCube (détecteur de neutrinos sous la glace du Pôle Sud) ; et, ce qui pourrait être une stratégie tout aussi gagnante : 3. la modification des formules de calcul au sein d'une nouvelle théorie gravitationnelle qui reste à élaborer. Cette piste existe bien est bien, l'exemple le plus célèbre étant la Théorie MoND.Aujourd'hui, aucune de ces recherches n'a permis d'obtenir des résultats concrets prouvant par l'expérience la réalité de la matière noire. L'auteur évoque même un « scénario cauchemar » où tout ceci, ne débouchant sur rien de tangible, provoquerait l'effondrement du concept. L'auteur se rassure en évoquant la fin de l'éther, non détecté par l'expérience de Michelson-Morley à la fin du XIXe siècle, qui imposa l'invariance de la vitesse de la lumière et qui fut le point de départ de la théorie de la relativité.Signalons également la métaphore du maître-nageur d'Alerte à Malibu illustrant le principe de Fermat (la lumière emprunte le chemin le plus rapide). Richard Feyman – qui n'est pas cité – avait déjà utilisé cette métaphore dans son essai "Lumière et matière" écrit à partir de conférences données dans les années 80.Beaucoup d'autres exemples et d'illustrations « non scientifiques » viennent ponctuer le propos. Ici, un billet de banque irakien ; là, une carte médiévale ; plus loin, une vieille locomotive rouillée taguée d'une équation d'Einstein et croupissant dans un cimetière ferroviaire bolivien. Ceci pourra sans doute plaire aux quelques poètes et philosophes qui s'aventureraient dans la lecture de cet essai, mais l'impression qui subsiste est celle d'une dispersion des idées, de digressions proposées au lecteur comme pour noyer le poisson et masquer la faiblesse du contenu voire la réflexion peu aboutie.Les lecteurs à la sensibilité plus scientifique préfèreront donc de loin à cet ouvrage l'excellent livre de Françoise Combes La matière noire, clé de l'univers ? à la fois plus clair, plus précis, plus rigoureux, mieux étayé et mieux documenté (que je suis en train de lire, à la suite de celui-ci). + Lire la suite
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