Par Pesach Benson • 30 septembre 2025
Jérusalem, 30 septembre 2025 (TPS-IL) — Des scientifiques israéliens ont présenté une manière révolutionnaire d’étudier la matière noire, offrant une fenêtre directe sur la substance mystérieuse qui constitue la majeure partie de la matière de l’univers, a annoncé l’Université de Tel Aviv lundi.
La matière noire est un type de matière qui n’émet, n’absorbe ni ne réfléchit la lumière, la rendant invisible aux télescopes. Les scientifiques savent qu’elle existe uniquement en raison de ses effets gravitationnels sur les galaxies et la structure à grande échelle de l’univers. On estime que environ 85% de toute la matière dans l’univers est de la matière noire, mais sa composition reste inconnue, car aucune particule de matière noire n’a été directement détectée.
La nouvelle étude, dirigée par le Prof. Rennan Barkana de l’École de physique et d’astronomie Sackler de l’Université de Tel Aviv, propose de détecter de faibles ondes radio émises pendant la période la plus ancienne de l’univers, les âges sombres cosmiques, environ 100 millions d’années après le Big Bang. La recherche, publiée dans Nature Astronomy, indique que la matière noire a formé des amas denses à ce stade précoce, attirant le gaz d’hydrogène et produisant des émissions radio faibles mais mesurables.
« Le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA a récemment découvert des galaxies lointaines dont la lumière nous parvient d’environ 300 millions d’années après le Big Bang. Notre nouvelle recherche étudie une ère encore plus ancienne et plus mystérieuse : les âges sombres cosmiques, seulement 100 millions d’années après le Big Bang », a déclaré Barkana.
« Les simulations informatiques prédisent que la matière noire dans tout l’univers formait des amas denses, qui aideraient plus tard à former les premières étoiles et galaxies. La taille prédite de ces amas dépend des propriétés inconnues de la matière noire, mais ils ne peuvent pas être vus directement. Cependant, ces amas de matière noire ont attiré le gaz d’hydrogène et l’ont amené à émettre des ondes radio plus fortes. Nous prévoyons que l’effet cumulatif de tout cela peut être détecté avec des antennes radio mesurant l’intensité radio moyenne dans le ciel. »
Observer ces signaux est techniquement difficile car l’atmosphère terrestre bloque les faibles ondes radio, nécessitant l’utilisation de télescopes spatiaux—potentiellement déployés sur la Lune pour une plus grande stabilité.
« Nous assistons à une course spatiale internationale dans laquelle de nombreux pays visent à retourner sur la Lune avec des sondes et des astronautes », a noté l’étude. « Les agences spatiales aux États-Unis, en Europe, en Chine et en Inde recherchent des objectifs scientifiques valables pour le développement lunaire, et la détection des ondes radio des âges sombres cosmiques offre une cible convaincante. »
Les périodes ultérieures, telles que l’aube cosmique lorsque les premières étoiles se sont formées, sont prévues pour produire des signaux radio plus forts. Ceux-ci peuvent être mesurés depuis la Terre, bien que leur interprétation soit compliquée par l’influence de la formation des étoiles. Barkana fait partie du Square Kilometre Array (SKA), un projet international déployant 80 000 antennes radio en Australie pour cartographier ces émissions et retracer les empreintes des premiers amas de matière noire à travers le ciel.
« Le signal radio des âges sombres cosmiques devrait être relativement faible, mais si les défis d’observation peuvent être relevés, cela ouvrira de nouvelles voies pour tester la nature de la matière noire », a déclaré Barkana. « Dans l’univers actuel, la matière noire a interagi avec les étoiles et les galaxies pendant des milliards d’années, rendant difficile le décodage de ses propriétés. L’observer dans l’univers primitif nous offre un laboratoire vierge, révélant potentiellement ce qu’est réellement la matière noire. »
Barkana a déclaré : « Lorsque les scientifiques ouvrent une nouvelle fenêtre d’observation, des découvertes surprenantes suivent généralement. Le saint Graal de la physique est de découvrir les propriétés de la matière noire. Cette recherche indique une façon dont nous pourrions enfin le faire, en accordant nos radios cosmiques sur les premières chaînes radio de l’univers et en apercevant l’échafaudage invisible sur lequel toutes les galaxies, y compris notre propre Voie lactée, ont été construites. »
