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La matière noire

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Les modifications des lois de la gravitation

Dimensions supplémentaires

Pour d'autres raisons, certains théoriciens étudient la possibilité que notre Univers ait plus de 4 dimensions. Ceci peut sembler une idée très farfelue, vu qu'on ne voit pas ces dimensions supplémentaires. En fait, il y a deux raisons pour lesquelles on pourrait ne pas voir ces dimensions en plus, même si elles existaient :

Cette hypothèse peut aussi conduire à l'existence de plusieurs nouvelles particules, qui pourraient constituer la matière noire. Elle conduit aussi à une modification de la loi de gravitation à petite distance. Ceci pourrait fournir un moyen de la valider ou de l'infirmer.

Dans ce même ordre d'idée, il est envisagé que nous subissions l'influence gravitationnelle de ce que contient un autre espace, relié au nôtre par ces dimensions supplémentaires. Les manifestations de la matière noire seraient alors l'effet d'un monde parallèle sur le nôtre... Notons bien que l'on pourrait assez vite sombrer dans le délire le plus total, si on se contentait de cette manière de présenter les choses, qui ressemble plus à un épisode de Star Trek qu'à de la science. En fait, les scientifiques, quand ils expriment ces hypothèses très spéculatives, le font (en général) dans le cadre de développements théoriques précis et contrôlés... En l'occurence, les théories faisant intervenir des dimensions supplémentaires trouvent une certaine légitimité dans le cadre des théories de cordes, pour lesquelles 10 ou 11 dimensions seraient plus naturelles que 4.

Une autre modification de la gravitation -- MOND

Il a aussi été proposé empiriquement que les lois de la gravitation ne soient pas les lois newtoniennes, ni celles que fournit la relativité générale. Plusieurs chercheurs se sont demandé quelle forme devrait avoir une force d'attraction gravitationnelle pour expliquer les mouvements internes des galaxies, sans faire appel à de la matière noire. Ils ont proposé une "théorie" qu'ils appellent MOND, acronyme de MOdified Newtonian Dynamics. Cette approche part d'une idée intéressante, mais elle se heurte à plusieurs problèmes graves. Elle souffre d'un certain manque de cohérence théorique. Elle est bâtie dès le départ sur une approche non relativiste, et elle ne résoud pas le problème de la matière noire au niveau cosmologique. Enfin, signalons qu'il est possible de mettre en compétition les différents modèles de matière noire dans l'interprétation de certains systèmes très bien observés, comme les amas de galaxie. Il se trouve que MOND arrive toujours dans les dernières places, ce qui met cette hypothèse dans une mauvaise posture...

Au-delà de la relativité générale

Il peut enfin être envisagé que notre éventuelle incompréhension de la gravitation remonte à la source, que la relativité générale elle-même doive être remise en cause. Nous renvoyons le lecteur au dossier Futura-Sciences de Loc Villain dédié à cette théorie. Signalons tout de même que la majorité des astrophysiciens sont plus convaincus par la piste de la physique des particules que par celle de la modification de la relativité.




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