Une étude remet en question la théorie de la relativité d’Einstein

La majorité des astronomes pensent avoir une large compréhension de l’énergie et de la matière qui composent l’univers, mais un petit groupe de chercheurs non-conformistes n’en est pas convaincu. Ils affirment qu’un nouveau système de mesure signifie que la communauté scientifique pourrait avoir besoin de repenser sa position. Selon les sceptiques de la physique acceptée, plutôt que d’accepter l’existence d’une substance proposée appelée matière noire, les physiciens doivent utiliser de nouvelles théories du mouvement et de la gravité pour expliquer le cosmos. Le nom général de ces nouvelles théories est MOND, abréviation de « Modifications of Newtonian Dynamics » (« la théorie de la dynamique newtonienne modifiée »).

Le consensus général parmi les astronomes est que la matière de notre univers est composée de deux éléments : la matière ordinaire et la matière noire. La matière ordinaire est le monde familier des atomes et de la chimie. C’est essentiellement la matière dont nous sommes faits. La matière noire est une substance qui n’émet ni s’absorbe la lumière, mais qui subit la gravité.

Bien que la matière noire soit invisible, les scientifiques affirment qu’elle est environ cinq fois et demie plus commune que la matière ordinaire. Il existe une grande quantité de preuves à l’appui de son existence ; par exemple, les galaxies tournent si rapidement qu’elles devraient s’éloigner les unes des autres selon la théorie acceptée de la gravité et la quantité observée d’étoiles et de gaz. De même, dans les amas de galaxies, qui sont des groupes de centaines, voire de milliers, de galaxies, la vitesse des galaxies est bien plus rapide que ce à quoi on s’attend. De nombreuses autres observations suggèrent qu’il y a plus de matière dans l’univers que ce que nous pouvons voir avec des télescopes.

Explications alternatives

Cependant, les adeptes de MOND interprètent différemment ces observations inexpliquées. Ils pensent qu’une explication plus raisonnable peut être trouvée par des modifications soit de la loi du mouvement de Newton, soit de la théorie de la gravité d’Einstein. La première théorie de MOND a été proposée en 1983 par le physicien israélien Mordehai Milgrom, lorsqu’il a modifié la deuxième loi du mouvement de Newton. Selon la théorie de Mordehai Milgrom, la loi de Newton est correcte pour les forces fortes ; cependant, pour les forces faibles, l’accélération est plus forte que ce que Newton avait prédit.

Une autre possibilité est que la théorie de la gravité d’Einstein soit incorrecte dans le régime de la gravité basse. Cette nouvelle recherche a exploré cette perspective.

L’un des principes fondamentaux de la relativité générale est le principe d’équivalence forte, qui stipule que le mouvement des étoiles dans une galaxie doit être indépendant d’un champ gravitationnel uniforme externe. Si des écarts de ce principe étaient observés, cela impliquerait que la théorie de la gravité d’Einstein devrait être modifiée.

Les chercheurs ont examiné 153 galaxies et ont mesuré la vitesse des étoiles qui s’y trouvent à différentes distances du centre galactique. Ils ont ensuite examiné l’accélération de chaque galaxie causée par les champs gravitationnels générés par les autres galaxies qui l’entourent. Les galaxies fortement accélérées ont connu une accélération dix fois supérieure à celle des galaxies faiblement accélérées.

Ils ont ensuite sélectionné les deux galaxies qui ont ressenti la plus forte attraction gravitationnelle de leur environnement et ont comparé leur comportement rotationnel à celui de deux galaxies isolées. Ils ont constaté que les étoiles extérieures des galaxies situées dans des champs gravitationnels forts tournaient plus lentement que prévu par le comportement des galaxies isolées. Ils ont également étudié les galaxies ayant des champs gravitationnels externes intermédiaires et ont constaté que les données étaient cohérentes avec les exemples extrêmes, les caractéristiques de rotation de chaque galaxie dépendant de son environnement. Leurs données semblent violer le principe d’équivalence forte.

Qu’est-ce que cela signifie ?

Cela signifie-t-il que cette analyse a falsifié la croyance commune selon laquelle notre univers est rempli de matière noire ? Non. Après tout, il s’agit d’une analyse unique, réalisée par des personnes dont certaines ont un passé de contestation de la matière noire. Rien que cela devrait vous faire réfléchir. Cependant, le système de mesure a été examiné par des pairs et a été publiée dans le très réputé Astrophysical Journal. De plus, tous les chercheurs impliqués dans l’étude n’ont pas l’habitude de rechercher des données qui falsifieraient la matière noire. En bref, la mesure doit certainement être étudiée par des groupes indépendants pour voir si d’autres peuvent reproduire ces résultats. Si c’est le cas, les astronomes devront alors voir si le modèle de la matière noire peut expliquer les résultats ou si l’idée doit être écartée. Une possibilité est que les forces des marées soient responsables. Les forces de marée sont causées par des champs gravitationnels non uniformes. Les auteurs de l’étude ont envisagé cette possibilité, mais ils ne l’ont peut-être pas modélisée correctement.

Il est bon de rappeler que la matière noire reste une hypothèse. Elle est bien étayée par les données, mais elle n’est pas confirmée. En effet, plusieurs décennies de recherche n’ont pas permis d’identifier exactement ce qu’est la matière noire. Ces années de recherche nous ont simplement dit ce que la matière noire n’est pas. Jusqu’à ce que nous trouvions réellement de la matière noire dans les détecteurs ici sur Terre, il est important de garder l’esprit ouvert et d’aborder le problème sous différents angles. La prépondérance des données privilégie la matière noire, mais il est au moins possible que les futurs astronomes s’en souviennent un jour comme d’une idée qui n’a pas abouti.

Article traduit de Forbes US – Auteur : Don Lincoln

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