La matière noire autour des trous noirs : comment entendre l'invisible express
L'Univers est rempli d'une substance invisible qui régit le mouvement des galaxies. Dans les années 1970, l'astronome Vera Rubin a montré que sans matière noire, les étoiles des confins se seraient dispersées depuis longtemps. Mais de quoi est-elle faite ? On l'ignore.
Une hypothèse suggère que la matière noire se présente sous forme de nuages de particules ultra-légères enveloppant les trous noirs. Un tel nuage ressemble à un brouillard qui étouffe les sons. Lorsqu'un trou noir plus petit tombe sur un plus gros, l'espace vibre en émettant un « bourdonnement » — les ondes gravitationnelles. Le brouillard de matière noire modifie ce son, l'assourdissant et le déformant. Le détecteur LISA, qui entrera en service dans les années 2030, telle une oreille attentive, percevra ces changements. Grâce à ce « tintement » déformé, les scientifiques détermineront la masse des particules et leurs propriétés, même si celles-ci évitent toute interaction avec les particules du modèle standard — l'inventaire complet des particules connues.
Fait surprenant : ces particules peuvent être des milliards de fois plus légères que l'électron, mais leur pression collective dans le nuage peut modifier l'orbite d'un trou noir entier.
Les particules de matière noire dans ces nuages peuvent être des milliards de fois plus légères que l'électron, mais leur pression collective peut modifier la trajectoire d'un trou noir entier.