En 2023, la mission OSIRIS-REx de la NASA a rapporté sur Terre des échantillons de l’astéroïde Bennu, un géocroiseur surveillé de près pour ses caractéristiques et ses potentiels dangers. Au-delà de la poussière et des roches collectées, une autre découverte plus inattendue émerge de cette mission : des données qui pourraient bouleverser notre compréhension de l’Univers en dévoilant une nouvelle force fondamentale. En effet, les scientifiques utilisent ces informations pour tester l’hypothèse de l’existence d’une cinquième force dans le cosmos, en plus des quatre forces fondamentales déjà connues : la gravité, l’électromagnétisme, et les forces nucléaires fortes et faibles.
Une cinquième force fondamentale ?
Dans le domaine de la physique, nous connaissons quatre forces fondamentales qui régissent l’univers : la gravité, qui attire les objets les uns vers les autres ; l’électromagnétisme, qui explique les interactions entre les particules chargées ; et les forces nucléaires forte et faible, responsables des interactions à l’intérieur des noyaux atomiques. Cependant, ces forces ne parviennent pas à expliquer certains des phénomènes observés dans l’Univers comme la matière noire et l’énergie noire. Ces deux éléments représentent environ 95 % de la matière et de l’énergie dans le cosmos, mais ils restent invisibles et difficilement mesurables.
Leur existence soulève donc des questions cruciales : qu’est-ce qui compose cette matière noire ? Pourquoi l’énergie noire semble-t-elle provoquer une accélération de l’expansion de l’Univers ? Ces mystères incitent les chercheurs à envisager l’existence d’une cinquième force qui pourrait interagir avec ces composants. Pour tenter de répondre à ces questions, des chercheurs se penchent sur les astéroïdes, et en particulier sur la mission OSIRIS-REX qui a visité l’un d’eux, Bennu, il y a quelques années.
Comment les astéroïdes peuvent-ils nous en dire plus ?
Les astéroïdes tels que Bennu sont étudiés avec précision pour plusieurs raisons, notamment en raison des risques qu’ils peuvent poser s’ils venaient à croiser la trajectoire de la Terre. Cependant, ils offrent aussi une opportunité unique d’explorer des mystères astrophysiques, car leurs trajectoires sont fortement influencées par la gravité et d’autres forces.
Dans le cadre de récents travaux, des chercheurs ont utilisé les données astrométriques (optique et radar) sur Bennu, qui ont été recueillies depuis sa découverte en 1999, ainsi que celles obtenues par OSIRIS-REx, pour suivre sa position avec une grande précision.
Ces données ont permis d’étudier les moindres déviations dans la trajectoire de Bennu. Si des anomalies sont détectées, elles pourraient indiquer la présence d’une nouvelle force agissant sur l’astéroïde, baptisée force de type Yukawa. Ce terme fait référence à une théorie de l’interaction entre les particules subatomiques proposée par le physicien japonais Yukawa Hideki dans les années 1930. Yukawa avait d’ailleurs reçu le prix Nobel de physique en 1949 pour ses contributions à la compréhension des forces nucléaires.
Une nouvelle particule au cœur de la recherche
L’une des hypothèses avancées par les chercheurs est que cette cinquième force pourrait être transmise par une particule appelée boson ultraléger. Ce dernier agirait sur les objets célestes comme Bennu et affecterait leur mouvement de manière subtile, mais mesurable. Si cette particule existe, elle pourrait offrir un lien direct vers une meilleure compréhension de la matière noire et de l’énergie noire, deux des plus grands mystères du cosmos.
Pour l’heure, les résultats de cette étude sur Bennu n’ont pas permis d’identifier la moindre cinquième force, mais ils ont permis de poser certaines des limites les plus strictes jamais observées sur sa possible existence.
Le prochain défi : Apophis
L’étude ne s’arrête pas là. Les chercheurs prévoient déjà d’utiliser les mêmes méthodes pour examiner l’astéroïde Apophis qui passera à seulement 32 000 kilomètres de la Terre en 2029. Ce survol rapproché fournira une opportunité unique d’observer l’impact de la gravité terrestre sur l’orbite d’un astéroïde et d’explorer plus en profondeur la possibilité d’une cinquième force. Dans le même temps, la sonde OSIRIS de la NASA sera également chargée de collecter des données sur sa trajectoire et ses réactions à la gravité terrestre. Les chercheurs espèrent que cela renforcera leur compréhension des forces invisibles qui pourraient modeler notre Univers.
Ainsi, bien que l’existence de cette cinquième force reste encore une hypothèse, les avancées dans le suivi des astéroïdes comme Bennu et Apophis montrent que les chercheurs repoussent les limites de la connaissance humaine. Si cette force est confirmée, elle pourrait ouvrir une nouvelle ère de découvertes scientifiques, révolutionnant notre compréhension des lois qui régissent le cosmos.
