Des scientifiques évaluent avec précision la quantité totale de matière dans l’univers

Des scientifiques ont récemment estimé la quantité totale de matière dans l’univers, en utilisant une nouvelle méthode plus précise. En calculant la masse de centaines d’amas galactiques, l’équipe a découvert que la matière représente moins d’un tiers du contenu de l’univers.

En entête : cette image du Hubble Legacy Field contient plus de 265 000 galaxies. (NASA/ ESA/ Hubble Legacy Field team)

Tout ce que nous voyons autour de nous et avec lequel nous interagissons dans notre vie quotidienne ne représente en fait qu’une infime partie de ce qui se trouve dans le cosmos. On sait depuis longtemps qu’il existe un rapport d’environ 32/68 entre la matière et l’énergie, et même au sein de cette minorité de matière, la majeure partie est de la matière noire. La matière ordinaire (ou baryonique) ne représente qu’environ 5 % du tout.

Cette nouvelle estimation, réalisée par une équipe de scientifiques dirigée par l’université de Californie, Riverside (Etats-Unis), affine un peu ce calcul. Selon l’étude, la matière représente environ 31,5 % du contenu total de l’univers. Les 68,5 % restants sont de l’énergie noire, une force mystérieuse qui semble être à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’univers.

Selon les résultats de cette étude, une décomposition du contenu de l’univers. (UCR/ Mohamed Abdullah)

Selon Mohamed Abdullah, premier auteur de l’étude :

Pour replacer cette quantité de matière dans son contexte, si toute la matière de l’univers était répartie uniformément dans l’espace, elle correspondrait à une densité massique moyenne égale à seulement environ 6 atomes d’hydrogène par mètre cube. Cependant, comme nous savons que 80 % de la matière est en fait de la matière noire, en réalité, la majeure partie de cette matière n’est pas constituée d’atomes d’hydrogène mais plutôt d’un type de matière que les cosmologistes ne maîtrisent pas encore.

Pour parvenir à leur conclusion, les chercheurs ont développé un nouvel outil appelé GalWeight, qui leur permet de calculer la masse d’un amas de galaxies en mesurant les orbites des galaxies individuellement. En appliquant cet outil aux données de 756 amas récoltées par le télescope du Sloan Digital Sky Survey, l’équipe peut ensuite comparer les résultats à des simulations de la formation des amas de galaxies. Celles-ci commencent avec différentes quantités de matière. En examinant les conditions simulées qui correspondent le mieux aux observations, l’équipe peut déterminer quelle est probablement la quantité de matière que contient l’univers.

Simulations de formations d’amas galactiques, en commençant par différentes quantités de matière. En vérifiant quelle version correspond le mieux aux observations réelles, les astronomes peuvent déterminer la quantité de matière la plus probable dans l’univers. (UCR/ Mohamed Abdullah)

Selon Gillian Wilson, coauteur de l’étude :

Nous avons réussi à faire l’une des mesures les plus précises jamais réalisées grâce à la technique des amas de galaxies. De plus, c’est la première utilisation de la technique de l’orbite des galaxies qui a obtenu une valeur en accord avec celles obtenues par les équipes qui ont utilisé des techniques hors amas telles que les anisotropies du fond diffus cosmologique, les oscillations acoustiques des baryons, les supernovae de type Ia, ou la lentille gravitationnelle.

Bien que ces informations ne vous aideront pas personnellement dans votre vie quotidienne, comprendre l’évolution de l’univers pourrait éventuellement nous aider à découvrir enfin les mystères de la matière noire et de l’énergie sombre.

L’étude publiée dans l’Astrophysical Journal : Cosmological Constraints on Ω m and σ 8 from Cluster Abundances Using the GalWCat19 Optical-spectroscopic SDSS Catalog et présentée sur le site de Université de Californie à Riverside : Scientists precisely measure total amount of matter in the universe.