Voilà ce qui se passerait si la matière noire disparaissait de l’univers

Voilà ce qui se passerait si la matière noire disparaissait de l’univers
Voilà ce qui se passerait si la matière noire disparaissait de l’univers
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La matière noire froide de l’univers est environ cinq fois plus abondante que la matière ordinaire. Bien qu’aujourd’hui nous ne sachions pas de quoi elle est composée, elle a, comme toute masse, un effet d’attraction gravitationnelle qui affecte la façon dont les étoiles sont réparties dans les galaxies et fait tourner (c’est-à-dire se déplacer) beaucoup plus rapidement que s’il s’agissait d’une telle masse. n’existait pas.

Que se passerait-il s’il disparaissait ? Sans matière noire, toutes les grandes galaxies perdraient des étoiles, en particulier celles situées à la « périphérie ».

Perdre des étoiles

Si nous supprimions la matière noire de la Voie Lactée, tout ce qui se trouve actuellement à la périphérie de la galaxie, les étoiles les plus éloignées du centre, se séparerait. Et ils le feraient parce qu’ils tournent. C’est comme si l’on retirait le Soleil du système solaire : les planètes qui tournent normalement autour de lui, attirées par sa masse, s’échapperaient. Sans l’attraction du Soleil, ils continueraient à se déplacer en ligne droite, en fonction du moment cinétique de leur orbite, mais dans tous les cas, ils seraient éjectés.

NGC 1277 est un bon exemple qu’une galaxie massive peut exister sans matière noire. Bien que nous ne sachions pas vraiment ce qui est arrivé à cette galaxie, ce qui est intéressant est que, comme elle ne contenait pas de matière noire, elle ne pouvait pas attirer la matière de l’extérieur, c’est-à-dire les étoiles et les gaz à la périphérie qui sont habituellement présent dans d’autres galaxies. C’est pourquoi il s’agit d’un objet unique dans l’univers, car il n’en existe pas d’autre comme lui.

Cela affecterait-il le système solaire si la matière noire disparaissait ?

Au centre de toute galaxie massive, la matière ordinaire est plus concentrée que la matière noire et son effet gravitationnel est prédominant. C’est pourquoi les étoiles et tous les objets du centre galactique ne seraient pas sérieusement affectés si la matière noire disparaissait.

La plupart des étoiles ne s’échappent pas du centre de la galaxie, elles y restent. Chaque fois qu’ils se rapprochent, ils avancent plus vite. Mais ils ne s’effondrent pas, car ils bougent. En fait, s’effondrer est très difficile.

Le système solaire et la Terre se trouvent au milieu de la Voie lactée, donc cela ne nous affecterait probablement pas trop si la matière noire disparaissait. Il faudrait faire des chiffres pour en être sûr, on remarquerait probablement quelque chose, mais le Soleil est suffisamment proche du centre de la galaxie pour que la force de gravité dominante ne soit pas celle de la matière noire mais celle du reste de la matière. .

Illustration de la Voie lactée montrant les bras spiraux, le renflement galactique central, l’emplacement du Soleil et diverses sources de rayons X NASA/CXC/M.Weiss, CC BY.

Nous perdrions des galaxies naines

La disparition de la matière noire dans les galaxies de faible masse, appelées galaxies naines, aurait un effet catastrophique.

Les galaxies naines sont les plus nombreuses. Ces galaxies ont une proportion de matière noire plus élevée par rapport à leur masse totale que les galaxies les plus massives. En eux, la masse de matière noire peut être jusqu’à des dizaines de milliers de fois supérieure à celle de la matière lumineuse. Par conséquent, dans ce cas, les conséquences de la perte de matière noire seraient bien plus importantes que celles de la perte des étoiles à l’extérieur : les galaxies naines se désintégreraient complètement.

Rien ne change sans le Sagittaire A*

Nous ne savons pas comment s’est formé le trou noir au centre de notre galaxie, Sagittarius A*. Bien qu’on l’appelle un trou noir, son origine ne doit pas nécessairement être due à un effondrement de matière noire.

Le trou noir au centre de notre galaxie agit de manière très locale. Il ne dicte en aucune façon l’orbite du Soleil et n’a aucun effet considérable. À l’échelle de la galaxie dans son ensemble, l’attraction du trou noir n’a pas d’importance. Si nous le supprimions du système, il ne se passerait probablement rien d’important.

L’union de la Voie Lactée et d’Andromède

En comptant ses 200 milliards d’étoiles, son trou noir supermassif et son halo de matière noire, la Voie lactée a une masse de 1,15 billion de soleils. C’est pourquoi nous disons que nous sommes face à une galaxie massive. Andromède, notre galaxie voisine la plus importante, est également importante, avec une masse environ 1,5 billion de fois celle du Soleil.

L’attraction gravitationnelle qu’ils exercent les uns sur les autres signifie qu’ils se rapprochent (contrecarrant l’effet de l’expansion de l’univers) et qu’à un moment donné, ils fusionneront. De plus, ils sont si massifs que même si nous supprimions leur forte teneur en matière noire, ils finiraient probablement par fusionner. Bien entendu, ils le feraient sur une période beaucoup plus longue que ce qui est actuellement prévu compte tenu de la disponibilité de la matière noire.

Simulation de la collision entre la Voie Lactée et la galaxie d’Andromède. POT; QUE; et F. Summers, STScI | Crédit de simulation : NASA ; QUE; G. Besla, Université de Columbia ; et R. van der Marel, STScI.

Au début de l’univers

Imaginons un instant que la matière noire n’ait jamais existé. Ce scénario changerait beaucoup les choses, pour commencer, car les galaxies naines ne se seraient peut-être jamais formées. Supprimer la matière noire de l’équation au début de l’univers implique que des galaxies principalement très massives seraient générées.

La Voie Lactée se serait probablement formée, mais elle aurait certainement beaucoup moins d’étoiles. Et nous ne verrions pas les soi-disant halos stellaires résultant de la cannibalisation de galaxies naines par des galaxies plus massives.

Sans matière noire, l’univers se désintégrerait-il ?

Il y a de la matière noire partout. Pourtant, toute la matière noire existante est incapable de ralentir l’accélération de l’expansion de l’univers. La matière noire ne joue que le rôle de les attirer davantage vers ce qui lui est relativement proche.

D’un autre côté, la matière noire est capable de contrecarrer ce que nous appelons le flux de Hubble (Flux de Hubble). Il existe certaines échelles où, grâce à la présence de matière noire, les objets se découplent de l’expansion et de l’effondrement (le cas d’Andromède et de la Voie lactée en est un bon exemple).

Si nous supprimions toute la matière noire d’un seul coup, comme cela se produirait avec les étoiles situées à la périphérie des galaxies massives, les galaxies les plus externes des amas de galaxies seraient expulsées. Certaines de ces galaxies en fuite seraient incorporées au flux de Hubble et, donc, à l’expansion globale de l’univers.

Et qu’en est-il de l’énergie noire ? Avec ce que nous en savons aujourd’hui, même dans le scénario hypothétique d’une disparition de la matière noire, l’énergie noire ne produirait pas un effet si radical qu’elle forcerait la désintégration totale de l’univers.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation.

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