Les scientifiques s’interrogent sur la possibilité que des trous noirs microscopiques, appelés trous noirs primordiaux, traversent régulièrement notre Système solaire. Si elle se vérifie un jour, cette hypothèse pourrait non seulement changer notre compréhension du cosmos, mais aussi résoudre l’un des plus grands mystères cosmiques : la nature de la matière noire, cette matière invisible qui compose la majorité de l’Univers.
La matière noire, un mystère à résoudre
La matière noire représente environ 85 % de la masse de l’Univers, mais elle demeure complètement invisible à nos yeux. Elle ne peut être ni vue ni détectée directement à travers les moyens traditionnels d’observation comme les télescopes. Cela est dû au fait qu’elle n’émet ni lumière ni rayonnement électromagnétique. Malgré cela, son existence a été déduite par les scientifiques en observant son influence gravitationnelle sur la matière visible.
Lorsque les astronomes étudient des galaxies, ils constatent en effet que la quantité de matière visible, comme les étoiles, les planètes ou encore les nuages de gaz, est bien trop faible pour expliquer la force gravitationnelle nécessaire pour maintenir ces galaxies ensemble. En d’autres termes, si nous ne tenions compte que de la matière visible, les galaxies devraient se disperser sous l’effet de leur propre rotation.
C’est ici que la matière noire entre en jeu : elle agit comme une colle gravitationnelle invisible qui empêche les galaxies de se disloquer et permet aux étoiles de se déplacer à des vitesses bien plus élevées que ce que l’on observerait en l’absence de cette masse cachée. Ce phénomène a également été observé à des échelles encore plus grandes, comme dans la structure à grande échelle de l’Univers où des amas entiers de galaxies sont maintenus ensemble par cette force invisible. La matière noire agit ainsi comme une force invisible, mais incontournable qui sculpte la structure du cosmos tout entier.
Les trous noirs primordiaux : des témoins du Big Bang
Malgré les preuves indirectes et les modèles mathématiques qui confirment sa présence, les scientifiques restent perplexes quant à sa nature exacte. L’une des théories les plus populaires propose que la matière noire soit composée de particules exotiques. Cependant, aucune expérience n’a encore permis de les identifier. Cela a poussé les chercheurs à explorer d’autres pistes. L’une des plus prometteuses est celle des trous noirs primordiaux.
Les trous noirs primordiaux sont différents des trous noirs que nous connaissons. Contrairement aux trous noirs classiques, qui se forment à partir de l’effondrement d’étoiles massives, les trous noirs primordiaux auraient vu le jour une fraction de seconde après le Big Bang. À cette époque, l’Univers était extrêmement dense et des fluctuations aléatoires dans la répartition de la matière auraient permis la formation de ces objets ultra-compacts.
Ce qui est particulièrement intéressant, c’est que ces trous noirs seraient minuscules, comparables en taille à un atome, mais avec une densité énorme. Alors que les trous noirs stellaires ont une masse plusieurs fois supérieure à celle du Soleil, les trous noirs primordiaux pourraient avoir une masse d’à peine quelques tonnes.
Une nouvelle étude suggère que si ces trous noirs microscopiques existent, certains d’entre eux pourraient passer par le Système solaire de temps en temps. En effet, les scientifiques estiment qu’un trou noir primordial pourrait traverser la région des planètes intérieures (Mercure, Vénus, la Terre et Mars) environ une fois par décennie.
Comment détecter ces objets invisibles ?
De tels passages pourraient créer de légères perturbations dans les orbites de ces planètes. Par exemple, la trajectoire de la Terre autour du Soleil pourrait être légèrement modifiée par l’attraction d’un de ces trous noirs. Pour vérifier cette hypothèse, l’idée serait donc de surveiller les orbites des planètes avec une extrême précision. Si un trou noir primordial passe à proximité, il provoquera une oscillation dans la trajectoire de la planète. Ces variations pourraient alors être mesurées et analysées pour déterminer si elles correspondent à l’effet gravitationnel d’un trou noir microscopique.
Cependant, détecter une telle perturbation est loin d’être simple. Les changements dans l’orbite de la Terre par exemple seraient en effet très minimes. De plus, il serait difficile de faire la différence entre un effet causé par un trou noir primordial et une erreur de mesure ou une autre cause naturelle. Pour surmonter ce défi, les scientifiques travaillent actuellement avec des modèles informatiques sophistiqués pour simuler l’impact de ces trous noirs sur les objets du Système solaire.
Pourquoi est-ce important ?
La découverte de trous noirs primordiaux dans le Système solaire pourrait non seulement confirmer leur existence, mais aussi résoudre cette fameuse énigme de la matière noire. Si ces trous noirs sont vraiment là, ils pourraient en effet constituer au moins une partie importante de cette dernière.
Une telle découverte changerait alors radicalement notre compréhension du cosmos et ouvrirait la porte à de nouvelles recherches sur l’origine et l’évolution de l’Univers, en particulier dans les premiers instants après le Big Bang.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Physical Review D.
