Selon une récente étude, l’univers primitif contenait plus de matière noire qu’aujourd’hui. La proportion de particules instables dans la composition de la matière noire dans les jours qui ont suivi le Big Bang serait 5 % supérieure à celle de l’Univers moderne.
Sans charge électrique et n’interagissant que très faiblement avec la matière normale, la matière noire se signale par son attraction gravitationnelle. Selon les données du télescope spatial Planck, la proportion de matière noire dans l’univers est de 26,8 %, le reste étant de la matière « ordinaire » (4,9 %) et de l’énergie noire (68,3 %). Et si la question qui intrigue principalement les astrophysiciens est bien de savoir ce qu’est réellement la matière noire et ce qui la compose, il est primordial de savoir également comment celle-ci a évolué. De nouveaux travaux menés par une équipe de scientifiques russes nous livrent quelques éléments de réponse.
La nature de la matière noire nous est inconnue. Cependant, ses propriétés pourraient aider les scientifiques à résoudre un problème posé après avoir étudié les observations du télescope Planck qui avait mesuré avec précision les fluctuations de la température du fond diffus cosmologique, sorte « d’écho » de l’Univers primitif environ 300 000 ans après le Big Bang. En mesurant la vitesse de l’expansion des galaxies dans l’univers moderne, il est effectivement apparu que certains de ces paramètres variaient considérablement, à savoir le paramètre de Hubble qui décrit le taux d’expansion de l’univers, mais aussi le paramètre associé au nombre de galaxies dans les amas. Pour Igor Tkachev, coauteur de cette étude, « soit nous avons affaire à une sorte d’erreur inconnue, soit la composition de l’univers antique est différente de l’univers moderne ».
L’écart pourrait en effet être expliqué par une décomposition de la matière noire : « Imaginons que la matière noire soit composée de plusieurs éléments, comme pour la matière ordinaire (protons, électrons, neutrons, neutrinos et photons) et que l’un de ces éléments soit constitué de particules instables à la durée de vie plus ou moins longue. A l’époque de la formation de l’hydrogène, des centaines de milliers d’années après le Big Bang, ils sont encore dans l’univers, mais aujourd’hui (des milliards d’années plus tard), ils ont disparu. Dans ce cas précis, la quantité de matière noire à l’ère de la formation de l’hydrogène et cette d’aujourd’hui sera différente », explique l’auteur principal Dmitry Gorbunov.
Leurs nouveaux calculs suggèrent en effet qu’environ 5 % du contenu actuel de la matière noire dans l’univers aurait été perdu depuis le Big Bang. « Cela signifie que, dans l’univers d’aujourd’hui, il y a 5 % de matière noire en moins que dans l’Univers primitif », explique Dmitry Gorbunov. Notons que nous ne sommes pas actuellement en mesure de dire à quelle vitesse cette partie instable s’est désintégrée. « D’ailleurs, la matière noire se désagrège peut-être encore aujourd’hui ».
