Matière Noire et Énergie Noire : Qu'est-ce qui Constitue 95 % de l'Univers

Selon la NASA, l'univers est composé de trois ingrédients : la matière visible ordinaire à environ 5 %, la matière noire à environ 27 %, et l'énergie noire à environ 68 %. L'Agence spatiale européenne (ESA) place la part combinée de la matière noire et de l'énergie noire à 95 % de l'univers, la matière ordinaire — les atomes qui composent les étoiles, les planètes et tout ce qui peut être mesuré avec la lumière — remplissant le petit reste.

Qu'est-ce que la matière noire ?

La matière noire est une forme de matière qui a de la masse et de la gravité mais n'émet, n'absorbe ou ne reflète pas la lumière, selon la NASA. Parce qu'elle ne peut pas être vue directement, les scientifiques déduisent sa présence de ses effets gravitationnels sur la matière visible. La NASA la décrit comme la substance qui empêche les galaxies de s'effondrer.

L'idée remonte à 1933, lorsque l'astronome suisse Fritz Zwicky a découvert que les galaxies de l'amas de la Chevelure de Bérénice se déplaçaient trop vite pour être maintenues ensemble uniquement par leur masse visible, selon le récit de la NASA. Dans les années 1970, l'astronome Vera Rubin a renforcé le cas en montrant que les étoiles aux bords externes des galaxies spirales orbitent à des vitesses que la gravité de la matière visible ne peut pas expliquer.

L'ESA note que la masse manquante invisible typique d'une galaxie est environ dix fois plus grande que la masse des étoiles que les astronomes peuvent réellement observer en elle. L'une des preuves les plus claires est l'amas de la Balle, où la NASA dit que les observations de 2006 ont montré que la distribution de la masse détectée par les lentilles gravitationnelles — la courbure de la lumière par la gravité — ne s'alignait pas avec le gaz chaud visible aux rayons X, indiquant une composante de masse invisible.

Qu'est-ce que l'énergie noire ?

L'énergie noire est le terme de la NASA pour une pression mystérieuse qui semble accélérer l'expansion de l'univers, poussant les galaxies loin les unes des autres à un rythme croissant. L'ESA dit que l'expansion accélérée a été une découverte surprenante dans les années 1990, et sa cause reste inconnue : elle pourrait être une propriété constante de l'espace vide, une force qui change au fil du temps, ou un signe que les théories actuelles de la gravité ont besoin d'une révision.

L'ESA cite des estimations de sa mission Planck montrant que l'énergie noire contribue à environ 68 % du contenu total matière-énergie de l'univers — un chiffre cohérent avec la ventilation plus large de la NASA d'environ 68 % d'énergie noire, 27 % de matière noire et 5 % de matière ordinaire.

Pourquoi cela est étudié en ce moment

En avril 2026, l'instrument spectroscopique Dark Energy (DESI) a annoncé qu'il avait complété son sondage de cinq ans initialement prévu avant le calendrier, cartographiant plus de 47 millions de galaxies et de quasars — au-delà de son objectif initial de 34 millions — plus 20 millions d'étoiles de la Voie lactée, produisant ce que la collaboration a appelé la plus grande carte 3D haute résolution de l'univers jamais réalisée, selon l'annonce propre de DESI.

L'analyse des trois premières années de données de DESI a trouvé des indices que l'énergie noire n'est peut-être pas une constante cosmologique fixe mais pourrait plutôt changer de force au fil du temps cosmique, a déclaré la collaboration. Les résultats complets sur l'énergie noire de l'ensemble de données complet de cinq ans de DESI sont attendus en 2027, et le sondage continuera à observer jusqu'en 2028, élargissant sa couverture du ciel d'environ 20 %.

Du côté de la matière noire, les scientifiques de l'expérience LUX-ZEPLIN (LZ) — un détecteur au xénon liquide opéré par environ 250 chercheurs de 38 institutions à la Sanford Underground Research Facility dans le Dakota du Sud — ont signalé une seule interaction de particules inexpliquée détectée le 16 juin 2023, présentée en 2026 à la conférence TeV Particle Astrophysics au Japon, selon le rapport de Al Jazeera.

Les chercheurs impliqués, notamment Rick Gaitskell, ont déclaré que l'équipe ne veut pas devancer les données et doit toujours exclure le bruit de fond avant de traiter le signal comme une détection authentique de matière noire, selon le même rapport.

Comment les scientifiques envisagent de réduire les possibilités

Le Télescope Spatial Nancy Grace Roman de la NASA est conçu pour sonder l'énergie noire en utilisant trois méthodes : suivre les motifs appelés oscillations acoustiques des baryons laissés par l'univers primitif, observer des milliers de supernovas de type Ia à travers l'histoire cosmique, et mesurer les lentilles gravitationnelles faibles pour cartographier comment la matière — y compris la matière noire — est distribuée, selon la description de la mission de la NASA.

La mission Euclid de l'ESA poursuit un objectif parallèle : cartographier la distribution des galaxies au cours des 10 derniers milliards d'années sur plus d'un tiers du ciel, visant à mesurer le taux d'expansion de l'univers à mieux que 10 % de précision et à tester la relativité générale d'Einstein à 2 % de précision, selon l'ESA.