Vulgarisation de la
théorie de
Vera Rubin
et approfondissement
Comment Vera Rubin a‑t‑elle bouleversé la cosmologie ? En étudiant la rotation des galaxies spirales, elle a mis en évidence la matière noire* : une énigme centrale de l’Univers moderne, toujours au cœur des grandes recherches en astrophysique.
Les lois classiques et la rotation galactique*
Dans les années 1970, Vera Rubin s’intéresse à la manière dont les étoiles tournent autour du centre des galaxies, en particulier dans les galaxies spirales comme Andromède. Selon les lois classiques de la gravitation (par exemple celles de Newton), les étoiles les plus éloignées du centre devraient tourner plus lentement que celles situées près du cœur, comme les planètes du Système solaire.
Avec son collègue Kent Ford, elle mesure précisément la vitesse des étoiles aux « bords » des galaxies et découvre une anomalie majeure : les courbes de rotation sont plates. Autrement dit, les étoiles éloignées tournent aussi vite que celles situées près du centre, là où les modèles prévoyaient une chute nette de la vitesse en s’éloignant du noyau galactique.
L’existence d’une matière invisible
Pour expliquer ce résultat inattendu, Rubin propose l’existence d’une masse immense mais invisible : la matière noire*. Cette matière n’émet pas de lumière et ne se détecte pas directement, mais son influence gravitationnelle se lit dans le mouvement des étoiles et du gaz au sein des galaxies.
En d’autres termes, il doit exister une « part manquante » de masse dans l’Univers, qui agit comme une colle gravitationnelle et empêche les galaxies de se disloquer sous l’effet de leur rotation. Les estimations actuelles suggèrent que la matière noire représenterait plus de 80 % de la masse totale de l’Univers visible.
Les enjeux actuels de la recherche sur la matière noire
Aujourd’hui, la matière noire est un axe de recherche central en astrophysique. Elle n’a toujours pas été détectée directement : les scientifiques observent ses effets, mais sa nature exacte reste inconnue. De nombreuses pistes sont explorées, comme l’existence de nouvelles particules massives n’interagissant que très faiblement avec la lumière et la matière ordinaire.
Grâce au travail de Vera Rubin, les astronomes ont pris conscience qu’une grande partie de l’Univers nous échappe. Ses observations ont ouvert la voie à la cosmologie moderne, changé notre manière de voir le cosmos et lancé l’une des grandes quêtes scientifiques contemporaines.
