Univers sombre

Le développement le plus intrigant de la cosmologie moderne a été de réaliser que l'essentiel du contenu énergétique de l'Univers était de nature inconnue. Cette conclusion repose sur deux ensembles d'observations : d'une part, la mise en évidence indirecte, depuis des décennies, de l'existence d'une matière noire dont influence gravitationnelle se ressent à toutes les échelles, des galaxies aux amas de galaxies, mais aussi à l'échelle cosmologique ; d'autre part, l'observation de l'accélération de l'expansion de l'Univers dans son histoire récente, qui implique l'existence d'un nouveau concept, celui d'une énergie noire qui exerce une pression gravitationnelle négative s'opposant à la contraction gravitationnelle sous l'effet de la matière. 

 

Le modèle standard de la cosmologie, ΛCDM, rend compte de toutes les observations à l'aide de six paramètres cosmologiques, mesurés avec grande précision, notamment  à la suite des résultats du satellite Planck. Dans le cadre de ce modèle, l'Univers est très proche de la densité critique. L'énergie noire est décrite comme une constante cosmologique et représente environ 70% de la densité d'énergie de l'Univers ; la matière noire est froide, c'est-à-dire non relativiste, et en représente environ 25% ; et la matière ordinaire décrite par le modèle standard de la physique des particules en représente moins de 5%. 

 

La compréhension de l'Univers sombre (la nature de la matière noire et de l'énergie noire) est sans doute le plus grand défi de la physique moderne.


 

 

Matière visible (à gauche) et matière noire (à droite) dans le champ du relevé Cosmos.

Les équipes du SAp et du SPP abordent la thématique de l'Univers sombre par différentes approches 

  • la caractérisation de la matière noire par des observations astrophysiques
    • courbes de rotation des galaxies
    • masse des amas de galaxies
    • cisaillement gravitationnel
    • distribution des grandes structures
  • la recherche directe de particules matière noire dans des expériences souterraines
  • la recherche indirecte de matière noire par des observations astronomiques
    • astronomie X
    • astronomie neutrino et gamma d'ultra-haute énergie
    • recherche d'objets sombres dans la Galaxie
  • la recherche de nouvelles particules candidates matière noire auprès des grands collisionneurs
  • la caractéristation de l'énergie noire à l'aide de différentes sondes cosmologiques
    • la fond diffus cosmologique
    • la formation des grandes structures
    • le cisaillement gravitationnel faible
    • les supernovae
    • les oscillations acoustiques de baryons 
  • des simulations cosmologiques confrontées aux observations
    • contraintes sur la matière noire tiède ou chaude
    • contraintes sur les masses de neutrinos
 

Maj : 23/02/2017 (23)

 

22 novembre 2006
 

 

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