Matière noire

vignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique. La matière noire n'interagit pas, ou extrêmement peu, avec la matière baryonique (matière "ordinaire"), ni avec les photons (ondes radio et lumière), rendant sa détection et sa caractérisation très difficiles. Sa présence n'est détectée que par son influence gravitationnelle, non négligeable et importante dans divers modèles cosmologiques et astrophysiques. En ce qui concerne la composition de la matière noire, différentes hypothèses sont explorées : gaz moléculaire, étoiles mortes, naines brunes en grand nombre, trous noirs Cependant, les estimations de la densité de l'Univers et du nombre d'atomes impliquent une nature non baryonique. Des astrophysiciens supposent l'existence d'autres particules, peut-être des superpartenaires (tels que le neutralino), regroupées sous le nom générique de « Weakly interacting massive particles » (WIMP). La matière noire aurait pourtant une abondance au moins cinq fois plus importante que la matière baryonique, pour constituer environ 27 % de la densité d'énergie totale de l'Univers observable, selon les modèles de formation et d'évolution des galaxies, ainsi que les modèles cosmologiques. Cette matière noire est contestée par divers modèles cosmologiques alternatifs au modèle standard ΛCDM, le considérant comme un simple artefact ad hoc similaire à l'éther luminifère de la fin du . En 1933, l'astronome suisse Fritz Zwicky étudie un petit groupe de sept galaxies dans l'amas de la Chevelure de Bérénice. Son objectif est de calculer la masse totale de cet amas en étudiant la vitesse (ou plutôt la dispersion des vitesses) de ces sept galaxies.