Quelle est la différence entre la matière noire et l'énergie noire?

L'univers peut sembler être un vide incroyablement massif, moucheté uniquement par les étoiles, les planètes et l'objet en forme de cigare occasionnel.

Mais la vérité est que le cosmos est riche en énergie et en éléments. Nous ne pouvons tout simplement pas les traiter.

En fait, pour toutes les explorations de l'humanité dans le cosmos - maniant tout, du télescope spatial Hubble au réseau de 64 radiotélescopes connus sous le nom de MeerKAT - nous ne pouvons toujours pas obtenir de solution sur certains de ses éléments les plus courants.

Comme la matière noire et l'énergie noire.

Voici comment la NASA l'exprime:

Il s'avère qu'environ 68% de l'univers est de l'énergie sombre. La matière noire représente environ 27%. Le reste - tout sur Terre, tout ce qui a été observé avec tous nos instruments, toute la matière normale - représente moins de 5% de l'univers.

Imagine ça. Tout ce que nous savons de notre réalité - toute la matière qui compose les étoiles, les galaxies, le sol même sous nos pieds - n'est qu'une piqûre à 95% de ce que nous ne savons pas.

Par conséquent, le terme "sombre" - il ne suggère pas à quoi quelque chose peut ressembler, mais plutôt le vide béant dans notre capacité à le comprendre.

Le caractère insaisissable de la matière noire et de l'énergie sombre peut être une raison pour laquelle ils sont si souvent confondus les uns avec les autres. "Dark" est souvent un chèque linguistique pour toutes les choses que nous ne savons pas.

Mais quand il s'agit de comprendre notre réalité, les scientifiques n'écrivent pas de chèques en blanc. D'un point de vue scientifique, la matière noire et l'énergie noire - du moins ce qu'on en sait - sont des bêtes très différentes.

Matière noire 101

Commençons par la matière noire. Tout d'abord, nous savons que c'est là-bas.

"Les mouvements des étoiles vous disent combien il y a de matière", note Pieter van Dokkum, chercheur à l'Université de Yale. "Ils ne se soucient pas de la forme du problème, ils vous disent simplement que c'est là."

Deuxièmement, nous savons… pas grand-chose. Mais la NASA décrit quelques choses que la matière noire n'est pas. D'une part, ce n'est pas de la lumière - "ce qui signifie que ce n'est pas sous la forme d'étoiles et de planètes que nous voyons".

Pour un autre, ce n'est pas un nuage sombre de matière autrement normale composé de particules normales. Si c'était le cas, la NASA aurait capté l'odeur en recherchant le rayonnement traversant l'un de leurs voiles stellaires.

La matière noire n'est pas non plus de l'antimatière, un matériau composé de particules subatomiques qui anéantissent la matière normale. (Et, si nous pouvions ajouter la théorie d'un profane, nous savons aussi qu'il ne s'agit ni de Nutella ni de très vieux gâteau aux fruits.)

À partir de là, tout le reste est dans le domaine des bes-bes. Il pourrait s'agir, par exemple, de matière baryonique - c'est-à-dire composée de protons et de neutrons - emmêlée dans des corps célestes appelés naines brunes.

Mais l'opinion dominante est que la matière noire nous est presque incompréhensiblement étrangère. Il évite le poinçon un-deux habituel des protons et des neutrons en faveur de blocs de construction éloignés comme les axions ou les particules massives à interaction faible (WIMPS).

Énergie sombre 101

Mais alors que nous pouvons dire que la matière noire est une chose, l'énergie sombre est beaucoup plus insaisissable - et comme son nom l'indique, plus dynamique. Considérez cela comme un événement, plutôt que comme une chose .

Quelque chose pousse l'univers vers l'extérieur à un rythme rapide. Et que quelque chose peut être de la matière noire. (Photo: Triff / Shutterstock)

Comme le note la NASA, jusqu'aux années 1990, on pensait que l'univers se développait à un rythme beaucoup plus lent qu'il ne l'a fait immédiatement après le Big Bang.

Un univers en expansion, bien sûr, a été donné depuis, Edwin Hubble - oui, ce Hubble - a d'abord utilisé un télescope basé sur la Terre pour noter le "décalage vers le rouge" des galaxies lointaines, et par cela nous entendons quelque chose de plus éloigné, le plus la longueur d'onde de la lumière est étirée, de sorte que la lumière est considérée comme "décalée" vers la partie rouge du spectre.

L'idée que cette expansion ralentirait avec le temps est logique. Vous ne pouvez pas fuir la gravité.

Mais Hubble - le télescope cette fois - nous a désabusé de cette notion. Il a trouvé des preuves que l'univers se développe plus rapidement que quiconque ne l'avait prévu. Il croît à un rythme aussi torride, les scientifiques disent que nous pourrions avoir besoin de réviser les règles de la physique pour comprendre pourquoi.

Alors qu'est-ce qui donne? Quel type d'énergie possède l'univers qui lui permet de voler face à la gravité? Einstein l'a peut-être rappelé au début du 20e siècle avec sa théorie d'une constante cosmologique - une notion rejetée que les scientifiques ont rejetée comme sa "plus grande erreur".

Sa théorie suggère une densité d'énergie invariante qui fait que l'univers s'oppose à la gravité et pousse vers l'extérieur. Cette énergie sature même les étendues les plus vides de l'espace.

Bonjour l'énergie sombre, notre vieil ami. Bien sûr, le seul signe de son existence est le fait que quelque chose pousse cette expansion cosmique toujours plus rapide. Est-ce, comme le suggèrent certaines théories, un fluide ou un champ qui remplit l'espace et a un effet de neutralisation sur la matière et l'énergie telles que nous les connaissons?

Ou, avons-nous mis trop de stock dans l'une des théories les plus influentes d'Einstein, la théorie de la gravité? Peut-être qu'il avait tort sur son influence sur l'univers? Quelqu'un a-t-il envie de sortir d'Einsteining Einstein et de proposer une nouvelle théorie de la gravité?

Nous ne le pensions pas.

Vous vous sentez toujours dans le "noir" sur les différences entre ces phénomènes étranges? Vous n'êtes pas seul, mais cette vidéo peut vous aider:

Articles Connexes