La matière noire est une matière invisible, jamais observée, et qui constituerait pourtant la majeure partie de l’Univers. Comment peut-on être alors sûr qu’elle existe ?
En étudiant le mouvement des galaxies, des scientifiques se sont rendus compte que la vitesse des étoiles était incohérente avec la masse observée dans la galaxie. En effet, d’après les lois de Newton, la vitesse de rotation dépend de la masse contenue dans l’orbite et de la distance au centre.

Les galaxies ont généralement une forme de spirale, et toutes les étoiles tournent autour du centre, avec une vitesse qui devrait donc diminuer avec la distance au centre, selon \(\displaystyle{\frac{1}{\sqrt{r}}}\). Cependant, cette vitesse finit par stagner : il existe donc une masse manquante qui n’émettrait pas de lumière, et compenserait l’éloignement au centre de la galaxie.

La nature de cette matière est aujourd’hui encore indéterminée. Il pourrait s’agir de particules de matière très dense qu’on appelle les MACHOs. Cependant, les fluctuations du rayonnement fossile, issu du Big-Bang, permettent de mettre en évidence l’existence de matière noire non-baryonique, qui n’interagit pas avec les ondes électromagnétiques. De nouveaux candidats s’imposent : les WIMPs. Il pourrait s’agir de particules supersymétriques, ou d’actions. On cherche encore à mettre en évidence ces particules ou leurs effets, dans des détecteurs toujours plus sophistiqués.
D’autres théories, comme la théorie MOND, considèrent que ce sont les lois de la gravité qui sont fausses à grande échelle, quand le champ gravitationnel est très faible. Cette théorie est cependant mise en défaut par la présence de certains amas ou galaxies constitués majoritairement de matière noire.
L’absence de résultats des recherches poussent des scientifiques à reconsidérer la théorie MOND, ou du moins à reconsidérer la nature de la force de gravité.

L’hypothèse de la matière noire à partir des anomalies de vitesses est née dès les années 1930. Pourtant, aujourd’hui, la question de son existence est toujours en suspens. Quels ont été les avancées sur le sujet depuis ? Pour répondre à cela, nous vous invitons à découvrir l’histoire de la matière noire.