J'ai essayé, il y a quelques jours de vous expliquer ce qu'étaient des "trous noirs" dans l'espace intersidéral. Une correspondante me demande : "j'ai entendu plusieurs fois le terme de "matière noire" est ce la même que celle des trous noirs ?"
       Oui mais je vais essayer de vous donner quelques explications complémentaires.

        Dans le domaine matériel, quatre forces principales agissent :

               -  La gravitation : gravité, pesanteur, attraction de deux objets ayant une masse (notamment entre objets de l'Univers).

               -  L'attraction. électromagnétique à la base des phénomènes électriques et magnéti-ques, et de la cohésion des atomes et des molécules (cortèges électroniques des électrons). Elle a une portée grande. Le photon est lui aussi associé à l'interaction électromagnétique, bien que sans charge et sans masse.

                - L'interaction forte : qui lie les protons et les neutrons au sein des noyaux des atomes. Elle a une portée faiblelimitée au noyau. Elle agit sur des particules élémentaires composant neutrons et protons, (quarks, mésons et bosons), qui s'associent et se transforment; l'interaction forte se faisant par échange de particules (gluons).  Cette interaction forte intervient dans les réactions nucléaires qui produisent d'autres noyaux, par exemple la fission.

               - L'interaction faible, interagit entre neutrons et protons en les transformant mutuellement avec émission d'électrons (rayonnement ß) et de neutrinos. Elle est aussi responsable des réactions de fusion d'hydrogène au sein des étoiles. Elle a une très courte portée (10^-17 m).
Les neutrinos émis n'ont pas de charge électrice et une masse extrêmement faible et donc réagissent peu sur la matière. Il a donc été difficile de visualiser leurs trajectoires et leur existence.

       Si l'on examine les diverses sortes de matière, on distingue :

              - La matière ordinaire, qui compose tout ce qui nous entoure, comme les atomes et les cellules de notre corps, les étoiles ou les planètes. Selon ses propriétés, de charge électrique, de masse, et autres, elle peut interagir avec les quatre interactions.

               - L'antimatière: : à chaque particule correspond une antiparticule. Leurs propriétés sont quasiment identiques. Une particule et son antiparticule ont la même masse, mais des charges électriques opposées.
               A l'origine du monde (big bang), il y aurait eu autant d'antimatière que de matière, qui pour la plupart se seraient annihilées, mais on ne sait pourquoi, toute la matière n'aurait pas disparue constitue notre monde.

               - La matière noire, qui est une matière hypothétique qui serait sensible à la gravitation et n’interagirait que par attraction gravitationnelle et peut être en interaction faible avec la matière ordinaire.
              Elle serait apparue en même temps que la matière ordinaire après le big-bang, il y a 13,7 milliards d’années.
              Comme je vous l'ai dit dans le précédent article, on suppose son existence dans les "trous noirs", pour expliquer divers phénomènes astronomiques et notamment l'accélération de certaines étoiles sur leur trajectoire, et notamment de leur vitesse de rotation, qui ne peuvent être expliquée par la seule attraction des étoiles qui les entourent.
              L'image d'une étoile derrière un trou noir apparait déformée, comme s'il y avait une "lentille gravitationnelle".
              La matière noire n’a pas encore été détectée aujourd’hui parce qu’elle traverserait la matière ordinaire sans réagir avec elle, ni par interaction forte ni par interaction électromagnétique. On a cependant supposé qu'il existait des particules de matière noire qui pourraient interagir avec les noyaux par interaction faible. Encore faudrait il qu'il en existe dans l'univers, alors qu'elles ne peuvent sortir des trous noirs.
            L'hypothèse est que, crée au moment du big-bang, il serait rester un peu de matière noire dans l'Univers, en dehors des rassemblements dans les trous noirs. Ce n'est qu'une hypothèse !

              Une particule qui a fait l'objet de recherches est le "wimp"  (Weakly Interacting Massive Particles).  La masse d’une particule de cette matière serait beaucoup plus importante que celle d’un proton.

              Le wimp, très lourd pourrait provoquer un recul d'atomes de notre matière. Détecter cet infime mouvement par l'ionisation qu'il produit, permettrait de signer son passage.
              Les détecteurs doivent être conçus dans un matériau très peu radioactif et protégés des radiations parasites afin de minimiser le bruit de fond qui cacherait le signal recherché.
              Des essais au Laboratoire de Gran Sasso en Italie qui a essayé sans succès de détecter le recul de noyaux de Xénon.
              Des expériences ont lieu dans le laboratoire souterrain de Modane en France, à 1 700 mètres sous la montagne. Depuis sa création, l’expérience n’a détecté que des événements de bruit de fond et aucun signal compatible avec le passage d’une particule de matière noire.

             La formule d'Einstein E = mc² montre qu’il est possible de créer de la matière (m) à partir d’énergie (E). C’est ce qui se serait passé lors du Big Bang où de l’énergie est devenue la matière de notre Univers.
            On peut, dans l'accélérateur de particules du CERN, à Genève, (LHC Large Hadron Collider), réaliser des collisions de particules, avec une énergie suffisante pour créer des particules de grande masse, et on peut faire un bilan de l'énergie pour voir si une disparition importante correspondrait à la création d'une particule de grande masse. Cependant, depuis le début du LHC en 2009, aucun wimp n’a été 

           Lorsqu’une particule et son antiparticule entrent en collision, on dit qu’elles s’annihilent. L’énergie de cette collision va créer de nouvelles particules. L’annihilation de deux particules de matière noire produirait des particules ordinaires, détectables dont des photons de hautes énergies (rayonnement gamma), qui sont particulièrement intéressants car ils se propagent en ligne droite, ce qui permet aux chercheurs de remonter à leur source.
          Lorsque ces rayons gamma atteignent l’atmosphère terrestre, ils interagissent avec les atomes de l’atmosphère et produisent une gerbe de particules secondaires, qui émettent un flash très ténu de lumière bleutée, qui est décelée par les télescopes notamment portés par les satellites.
         On devrait voir de tels signaux dans les galaxies, si des wips pouvaient exister autour des trous noirs. Rien n'a été détecté pour le moment

         Il est donc probable que le wimp n'existe pas, sauf peut être dans les trous noirs, mais il n'en sort pas.
         On pourrait aussi penser que les trous noirs et donc la matière correspondante n'existent pas, mis il faudrait alors, pour expliquer les anomalies astronomiques constatées, modifier les équations liées à la gravitation, et celles relatives à la relativité générale d'Einstein.
         Ce serait une énorme remise en cause, alors que l'hypothèse des trous noirs apporte actuelle-ment une explication satisfaisante, même si c'est celle d'un calcul et qu'on ne sache pas bien ce qu'est la matière noire.