Pauline GagnonPhysicienne et communicatrice au CERN

L’énigme de la matière sombre:la face cachée de l’Univers

Nébuleuse de la Crevette © VLT, European Space Observatory

• Vous convaincre de l’existence de la matière sombre

• Comment détecter la matière sombre

Synopsis

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©2000, 2001 B Katzung, la galaxie Andromède

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énergie sombre68%

matière sombre27%

matière5%

© NASA, Orion nebula

L’énergie sombre:

Découverte en 1998 en étudiant les vitesses d’éloignement des galaxies entres elles

L’expansion de l’Univers est en accélération

Un type d’énergie complètement inconnue est responsable de cette expansion

Prix Nobel de physique en 2011 à Saul Perlmutter, Brian Schmidt and Adam Riess

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énergie sombre68%

matière sombre27%

matière5%

✓

Qu’est-ce qui génère la force gravitationnelle qui maintient ces

galaxies ensemble?

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La matière sombre fournit la force gravitationnelle nécessaire à la cohésion de ces galaxies

Mais comment mesure-t-on la composition de l’Univers?

1 seconde

Formation des protons et neutrons

380 000 années

Formation des atomes

1 milliard d’années

Formation des étoiles et galaxies

13.7 milliards d’années

2.7 degrés

1032 degrés

Le Big Bang

Stars and Dust Across Corona Australis © Ignacio Diaz Bobillo

Rayonnement fossile

L’univers est devenu transparent après 380 000 ans

Les photons présents à ce moment là continuent à se promener librement depuis

Mais l’Univers a pris de l’expansion et ils se sont refroidis

On les observe encore aujourd’hui sous forme de rayonnement micro-onde ou 2.725 degrés Kelvin

Rayonnement cosmologique primordial

Largeur et température de chaque grumeau(ou spectre angulaire mesuré par Planck)

Largeur angulaire de toutes les structures observées dans l’Univers

Fluc

tuati

ons

en te

mpé

ratu

re (μ

•K)

Modèle standard du Big Bang

Le modèle Λ-CDM: modèle à 6 paramètres ajustables dont:

Ωd : la densité de matière sombreΩΛ : la densité d’énergie sombre

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énergie sombre68%

matière sombre27%

matière5%

Ωd

ΩΛ

Comment est-on passé d’un

immense brouillard de particules à …

…un Univers rempli d’étoiles et de galaxies?