Il y a quelques années un chercheur proposait une nouvelle théorie de la gravité qui pourrait expliquer les curieux mouvements des étoiles dans les galaxies, allant jusqu’à remettre en cause l’existence de la matière noire. Selon une étude récente, la théorie, bien que très controversée, pourrait effectivement tenir.
Nous en parlions en novembre. La matière noire, cette mystérieuse composante matérielle probablement constituée de particules élémentaires que l’on suppose répartie dans tout l’univers observable, expliquerait les mouvements des étoiles se déplaçant dans les galaxies puisque la gravité à elle seule ne suffit pas. Les physiciens prédisent que la matière noire représente environ 27 % de toute la masse et de l’énergie dans l’Univers observable, mais la détection de particules prouvant une bonne fois pour toutes son existence nous fait faux-bond. Et si nous faisions fausse route ?
Partant en effet du principe que nous n’arriverons pas à déceler la moindre particule de matière noire, Erik Verlinde a décidé d’examiner le problème dans l’autre sens. Il a suggéré que le problème ne provenait pas d’une éventuelle présence de matière noire, mais que nous ne comprenions pas réellement comment la gravité fonctionne. Il proposait alors ceci : la gravité n’est pas une force fondamentale de la nature du tout, mais plutôt un phénomène émergent — tout comme la température est un phénomène émergent qui découle du mouvement de particules microscopiques.
En d’autres termes, la gravité ne serait qu’un effet secondaire et non la cause de ce qui se passe dans l’Univers. Mieux encore, avec cette nouvelle théorie, nous n’aurions plus besoin de matière noire. Mais comment le prouver ? Jusqu’alors, l’hypothèse n’avait pu être vérifiée, mais il y a quelques jours, une équipe de chercheurs de l’Université de Leiden, aux Pays-Bas, a montré des signes que la théorie pourrait effectivement tenir.
Selon les rapports du magazine The Royal Astronomical Society, l’équipe de chercheurs dirigée par Margot Brouwer a testé la théorie de Verlinde en mesurant la répartition des forces gravitationnelles dans un échantillon de 33 000 galaxies en utilisant l’effet de lentille gravitationnelle prédite par la théorie de la relativité générale d’Einstein. Ils ont alors découvert qu’en appliquant les calculs de la théorie de la gravité émergente de Verlinde, ils pouvaient parvenir aux mêmes résultats sans avoir à recourir à l’idée de matière noire. Ainsi, la théorie de la relativité générale d’Einstein et celle de Verlinde ont la même pertinence, du moins dans ces mesures.
Il ne s’agit là que d’un test très précoce de la théorie de Verlinde et il en faudra encore beaucoup plus pour jeter ou non aux ordures plus d’un siècle de pensée acceptée sur la gravité et la matière noire. Ces résultats sont néanmoins très encourageants et pourraient bien nous mener un jour à considérer la « théorie du tout » qui fusionne les effets observables de la physique classique avec le monde microscopique et étrange de la mécanique quantique.
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