Nouvelle recherche suggère que la matière noire a commencé chaude

Les scientifiques proposent que les particules de matière noire se déplaçaient à une vitesse proche de celle de la lumière peu après le Big Bang, remettant en question la vision de longue date de la matière noire froide. Cette origine chaude permet aux particules de se refroidir à temps pour former des galaxies. Les résultats proviennent de chercheurs de l'University of Minnesota et de l'Université Paris-Saclay.

Pendant des décennies, la théorie dominante a soutenu que la matière noire devait être froide et lente quand elle s'est séparée du rayonnement intense de l'Univers primordial, un processus appelé découplage. Ce comportement lent est considéré comme crucial pour s'agglomérer et construire des galaxies et des structures cosmiques. Cependant, une nouvelle étude publiée dans Physical Review Letters remet en question cette hypothèse en examinant la phase de reheating post-inflationnaire, lorsque l'Univers s'est rapidement rempli de particules après la fin de l'inflation cosmique. Les chercheurs, dont Stephen Henrich, étudiant de troisième cycle à la School of Physics and Astronomy de l'University of Minnesota, ainsi que les professeurs Keith Olive de la même institution et Yann Mambrini de l'Université Paris-Saclay, soutiennent que la matière noire pourrait s'être formée sous forme de particules ultrarélativistes — extrêmement chaudes et rapides. «La matière noire est famously énigmatique. Une des rares choses que nous savons sur elle est qu'elle doit être froide», a déclaré Henrich. «En conséquence, au cours des quatre dernières décennies, la plupart des chercheurs ont cru que la matière noire devait être froide lorsqu'elle naît dans l'univers primordial. Nos résultats récents montrent que ce n'est pas le cas ; en fait, la matière noire peut naître rougeoyante mais avoir encore le temps de se refroidir avant que les galaxies commencent à se former.» Précédemment, les candidats à la matière noire chaude comme les neutrinos de faible masse ont été rejetés parce que leurs hautes vitesses auraient lissé les distributions de matière, entravant la formation de structures. «Le candidat le plus simple à la matière noire (un neutrino de faible masse) a été éliminé il y a plus de 40 ans car il aurait effacé les structures de taille galactique au lieu de les ensemencer», a expliqué Olive. Le nouveau modèle montre que le reheating fournit suffisamment de temps pour que ces particules ralentissent alors que l'Univers s'étend, transformant efficacement la matière noire chaude en la variété froide nécessaire à la formation des galaxies. À l'avenir, l'équipe vise à étudier les méthodes de détection, telles que les collisionneurs de particules, les expériences de diffusion et les observations astronomiques. «Avec nos nouvelles découvertes, nous pourrions accéder à une période de l'histoire de l'Univers très proche du Big Bang», a noté Mambrini. Ce travail élargit les possibilités pour les origines et les interactions de la matière noire.

Articles connexes

Les astronomes ont peut-être aperçu la matière noire via des émissions de rayons gamma détectées par le télescope Fermi de la NASA. Une étude menée par Tomonori Totani suggère que ces signaux proviennent de collisions de particules massives faiblement interactives dans la Voie lactée. Bien que prometteurs, ces résultats nécessitent une vérification supplémentaire pour confirmer la présence de matière noire.

Rapporté par l'IA

Des physiciens de l'université Texas A&M développent des détecteurs ultrasensibles pour percer la nature de la matière noire et de l'énergie noire, qui représentent 95 % de l'univers. Dirigés par le Dr Rupak Mahapatra, ces efforts visent à détecter de rares interactions de particules survenant peu fréquemment. Ce travail, mis en avant dans Applied Physics Letters, s'appuie sur des décennies de recherches sur les énigmes cosmiques.

Des scientifiques de l’Université de Chicago ont utilisé la lentille gravitationnelle faible pour cartographier la matière noire et l’énergie noire sur une vaste région du ciel, confirmant le modèle cosmologique standard. En analysant des images d’archives de télescopes, l’équipe a étendu les mesures des formes de galaxies, résolvant les débats sur la croissance des structures cosmiques. Leurs résultats alignent les observations de l’univers proche avec les données de l’univers primitif issues du fond diffus cosmologique.

Rapporté par l'IA

Des chercheurs de l'Université d'Amsterdam ont créé un nouveau modèle théorique pour détecter la matière noire autour des trous noirs grâce aux ondes gravitationnelles. L'approche se concentre sur les inspirals à rapport de masse extrême et s'appuie sur la relativité générale d'Einstein pour des prédictions précises. Cela pourrait fournir des insights sur la distribution de la matière noire à mesure que des observatoires futurs comme LISA entreront en service.

 

 

 

Ce site utilise des cookies

Nous utilisons des cookies pour l'analyse afin d'améliorer notre site. Lisez notre politique de confidentialité pour plus d'informations.
Refuser