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Théories de gravité modifiée
modifierUne autre hypothèse majeure est que la relativité générale, théorie qui sous-tend la cosmologie moderne, puisse être modifiée de sorte à éliminer le besoin de matière noire du modèle ΛCDM.
Théorie MOND
modifierLa formule de Newton établissant la loi de gravitation pourrait être valable pour des distances relativement faibles, mais erronées à plus grande échelle. Ainsi, la théorie MOND (modified Newtonian dynamics, « dynamique newtonienne modifiée ») et ses variantes[1], introduite par Mordehai Milgrom en 1983, introduit un paramètre A0 dans la formule de Newton, modifiant l'accélération qui en découle. Les lois de Newton ne seraient valables que pour des accélérations supérieures à ce A0. Lorsqu'on s'approcherait de cette accélération critique, ou même dans le cas d'une accélération inférieure à celle-ci, il faudrait modifier l'expression de cette loi. Ainsi en utilisant cette loi, on obtient bien une vitesse de rotation constante en tout point de la galaxie et indépendante de son rayon. Plusieurs études publiées au cours des deux premières décennies du XXIe siècle affirment que les interactions gravitationnelles de certains groupes d'étoiles de notre galaxie ainsi que de la galaxie voisine (la galaxie d'Andromède) s'expliquent mieux par la théorie MOND que par la théorie de la matière noire[2],[3],[4],[5].
Cette théorie est sujette à de nombreuses controverses et souffre encore aujourd'hui d'un certain nombre de lacunes : la valeur de A0 pour expliquer les mouvements des amas ne semble pas en accord avec la précédente, qui permettait d'obtenir une vitesse de rotation constante. Or ce paramètre est censé être une constante. De plus, pour les structures encore plus grandes, tels les superamas, cette théorie n'apporte pas de réponses. Cependant, dès 1984, les contributions de Jacob Bekenstein ont apporté à cette alternative une base formelle intéressante. Les théories MOND doivent également être exprimé comme une modification de la relativité général, ce qui peut réalisé dans le cadre de théories tenseur-scalaire.
Depuis 2013 les données obtenues par le satellite Gaia participent à tester cette approche. En particulier, des études récentes du mouvement relatif d'étoiles doubles[7] de notre galaxie cherchent à tester des théories proches de MOND (par exemple dans une version modifiée par les équations de Lagrange, la théorie AQUAL (en) ). Néanmoins ces différents travaux académiques ont pour l'instant (2025) menés à des résultats contradictoires[8].
Autres hypothèses sans matière
modifierDes hypothèses exotiques sont émises. Certaines postulent l'existence d'antigravité qui caractériserait certaines particules, comme l'antimatière (Univers de Dirac-Milne)[9]. Gabriel Chardin propose d'accepter qu’il existe des masses négatives dans notre Univers, comme il existe des charges électriques positives et négatives, ce qui permet d'envisager un Univers sans matière ni énergie noires[10]. En 2017, André Maeder, de l'Université de Genève, propose ainsi une hypothèse dite de « l'invariance d'échelle du vide »[n 1]. Les premiers tests du modèle semblent corroborer les observations[11],[13],[14].
- ↑ « Modification de la Dynamique Newtonienne : MOND », sur lapth.cnrs.fr.
- ↑ Laurent Sacco, « La théorie Mond marque encore des points contre la matière noire », sur Futura (consulté le ).
- ↑ Laurent Sacco, « La théorie Mond explique mieux les amas ouverts d'étoiles que la gravitation de Newton », sur Futura (consulté le ).
- ↑ Gaspard Salomon, « Les galaxies naines autour de la Voie lactée mettent en lumière son passé complexe », sur Futura (consulté le ).
- ↑ Laurent Sacco, « Gaia sur la piste de la matière noire », sur Futura (consulté le ).
- ↑ Philippe Ribeau-Gésippe, « Matière visible et matière noire, liées au sein des galaxies », sur Pourlascience.fr, (consulté le ).
- ↑ À cette échelle de distances la matière noire ne peut influencer le mouvement relatif d'un couple d'étoiles binaires, seule une modification des lois de Newton peut expliquer les anomalies de leur mouvement[6].
- ↑ Sean Bailly, « Matière noire ou Mond ? Les systèmes binaires compliquent la situation », Pour la Science, vol. N° 557 – mars, no 3, (ISSN 0153-4092, DOI 10.3917/pls.557.0019b, lire en ligne, consulté le )
- ↑ « Un Univers sans matière noire », sur lejournal.cnrs.fr, (consulté le ).
- ↑ « La Matière noire court toujours », sur lejournal.cnrs.fr, (consulté le ).
- 1 2 « La matière noire et l’énergie noire remises en question - Communiqués de presse - UNIGE », sur unige.ch (consulté le ).
- ↑ Anna Ijjas, Paul Steinhardt et Abraham Loeb, « L'inflation va-t-elle faire pschit ? », Pour la science, vol. Hors-série no 97 « Et si le Big Bang n'avait pas existé ? », , p. 62 (lire en ligne, consulté le )
- ↑ « Un professeur genevois remet en question la matière noire », Le Temps, (lire en ligne, consulté le ).
- ↑ La matière sombre, matière fantôme ou illusion mathématique ? (lire en ligne, sur swissinfo.ch).
- ↑ L'expression signifie que « le vide et ses propriétés ne changent pas suite à une dilatation ou une contraction[11] », pour le satellite Planck qui cartographie le fond diffus cosmologique, la répartition des zones de points chauds et froids est « quasi identique quel que soit le zoom[12] ».
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