Rayonnement émis par un secteur sombre, pouvant affecter l'expansion de l'univers.Le rayonnement sombre est une forme hypothétique de rayonnement qui provient d'un « secteur sombre » — un ensemble de particules et de forces qui interagissent très faiblement avec la matière ordinaire, tout comme la matière sombre. Contrairement à la matière sombre, que l'on pense lente (froide), le rayonnement sombre serait constitué de particules se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière. C'est un ingrédient clé dans certains modèles cosmologiques car il peut influencer le taux d'expansion de l'univers primordial, laissant des empreintes subtiles sur le fond diffus cosmologique et la formation des grandes structures.
Le concept a gagné en importance dans les années 2000 et 2010, en particulier après les mesures du satellite Planck du fond diffus cosmologique qui ont montré une légère préférence (bien que non définitive) pour un rayonnement supplémentaire. C'est un domaine de recherche actif, sans découvreur unique.
Dans le modèle standard, l'univers est rempli de photons (rayonnement ordinaire) et de neutrinos (qui agissent comme une forme de rayonnement). Le rayonnement sombre ajouterait une composante supplémentaire de particules relativistes contribuant à la densité d'énergie totale. Cette densité d'énergie supplémentaire modifie le taux d'expansion de l'univers dans ses premiers instants, ce qui affecte à son tour les oscillations acoustiques observées dans le fond diffus cosmologique et la croissance des amas de galaxies. La quantité de rayonnement sombre est souvent paramétrée comme le « nombre effectif d'espèces de neutrinos » (N_eff), toute déviation par rapport à la valeur standard suggérant une nouvelle physique.
Le rayonnement sombre est principalement un outil théorique utilisé pour contraindre les modèles de matière sombre et de nouvelles particules, telles que les axions ou les neutrinos stériles, en comparant les prédictions avec les observations cosmologiques.
Si le rayonnement sombre existe, il aurait dilué la densité de matière sombre dans l'univers primordial, ce qui signifie que la matière sombre pourrait être légèrement plus abondante aujourd'hui qu'elle ne le serait autrement.
