Hubert Reeves

La masse sombre existe-t-elle ?

�mission du 7 mai 2005

� partir d'un certain nombre d'observations, nous avons conclu � l'existence, dans tout l'univers, d'une substance myst�rieuse que nous avons appel� la « masse sombre » (ou la « mati�re sombre »). Elle serait dix fois plus massive que les �toiles et les galaxies, et serait responsable de la tr�s grande vitesse des �toiles dans leur mouvement de rotation autour du centre de leurs galaxies respectives. Nous ne savons rien de la nature de cette masse, sinon qu'elle exerce sur son entourage une attraction par laquelle elle se manifeste indirectement � nous.

Des �tudes � l'�chelle cosmologique montrent qu'elle constitue environ le quart de la densit� totale de l'univers.

Ici, il importe de jeter un regard critique sur cette information, et de tenter d'en estimer la validit�.

Elle repose d'abord sur l'hypoth�se que, pour rendre compte de la vitesse des galaxies, il faille supposer l'existence d'une composante nouvelle. Or, cette supposition pr�alable na�t de l'id�e que la th�orie de la gravit� s'applique aussi bien � l'�chelle de la galaxie (milliers d'ann�es-lumi�re) qu'� l'�chelle du syst�me solaire (bien moins d'une ann�e-lumi�re). En science, les extrapolations sont toujours dangereuses, et demandent � �tre confirm�es.

Cette question a �t� explor�e en grands d�tails par les physiciens. Bien que les r�sultats ne soient pas compl�tement d�finitifs (rien n'est jamais compl�tement d�finitif en science), on a d'excellentes raisons de faire confiance � la th�orie de la gravit� � cette �chelle. On peut, avec un haut degr� de cr�dibilit�, accepter l'id�e qu'il faut plus de mati�re que ce que nous voyons.

Ajoutons que nous pouvons estimer la densit� de la mati�re sombre de plusieurs mani�res, �tablies � partir d'observations diff�rentes, et que le r�sultat est toujours sensiblement le m�me : environ 25 % (le quart) de la densit� totale de l'univers. Une telle concordance de r�sultats nous am�ne � prendre au s�rieux l'existence d'une telle substance. En science, la d�marche qui consiste � inventer une nouvelle entit� � partir d'une seule mesure laisse toujours insatisfait. On �voque la p�riode �gyptienne o�, pour rendre compte du mouvement des plan�tes, on palliait � chaque difficult� observationnelle en inventant un nouvel �l�ment d'orbite appel� « �picycle ». La panoplie des �picycles a disparu quand Kepler a montr� que les orbites plan�taires ne sont pas circulaires, mais elliptiques. L'introduction dans le domaine de la connaissance de nouveaux �l�ments doit d'abord �tre regard� comme provisoire, et demande � �tre pleinement critiqu� et justifi�. La masse sombre semble bien passer ces tests. R�guli�rement, de nouvelles observations r�alis�es avec des techniques diff�rentes viennent confirmer sa r�alit� et montrer qu'il ne s'agit pas que « d'un �picycle de plus » … Mais de quoi est-elle constitu�e ? Nous reprendrons cette question dans les prochaines causeries.