Le physicien néerlandais Erik Verlinde propose une nouvelle théorie de la gravité, qui offre une alternative à la matière noire.
Le physicien néerlandais Erik Verlinde propose une nouvelle théorie de la gravité, qui offre une alternative à la matière noire.
Ce que nous ressentons comme de la « chaleur » sont en réalité des atomes et des molécules en mouvement brillant. Tout comme la température n'est pas un phénomène isolé, selon le physicien néerlandais Erik Verlinde (UvA), la gravité n'est pas une force fondamentale, mais le résultat d'une théorie sous-jacente. Cela rend également la matière noire superflue.
Les éléments constitutifs de la théorie de Verlinde sont des éléments d'information, comparables à des bits, les unités d'information d'un ordinateur. Ce n'est pas l'espace et le temps qui forment la base de l'univers, mais l'information quantique. De toutes les particules de l'univers on peut, avec une certaine probabilité, savoir à quel moment elles se trouvent où. Tout comme la température résulte des mouvements des particules, la gravité résulte des changements dans ces blocs d'informations. Ils ne veulent pas être déplacés. La gravité surgit quand vous le souhaitez.
En 2010, Verlinde avait déjà réussi à déduire la loi de gravité de Newton de sa théorie. Maintenant, il a publié un article de cinquante pages sur le site Web Arxiv qui offre une explication de la mystérieuse matière noire.
Les étoiles à l'extérieur des galaxies se déplacent plus rapidement que ce à quoi on pourrait s'attendre en se basant sur la masse visible de la galaxie. D'où vient cette gravité supplémentaire ? Par conséquent, selon les cosmologistes, il doit encore y avoir de la "matière noire" invisible dans l'univers. Pas moins de cinq fois plus qu'il n'y a de matière ordinaire. On ne sait pas en quoi consiste cette matière noire.
Selon Verlinde, cette matière noire n'est nécessaire à rien, car sa nouvelle théorie peut expliquer les mouvements des galaxies.
Orbites planétaires circulaires
Il appartient maintenant à d'autres physiciens de juger la théorie de Verlinde sur ses mérites. Le physicien Pierre Vanmechelen (UAntwerp) qualifie son idée de « très intéressante ». La théorie d'Einstein est une description très élégante de la gravité, mais elle n'a jamais été entièrement confirmée expérimentalement à des distances beaucoup plus grandes que le système solaire. Au contraire :les observations semblent réfuter la théorie. Normalement, vous concluez alors que la théorie ne fonctionne plus sur cette échelle de distance. Dans le cas de la gravité, l'hypothèse de la matière noire a été introduite pour sauver la théorie. À l'échelle cosmologique, cependant, les choses tournent complètement mal et vous devez également assumer l'énergie noire.'
La théorie d'Einstein est une description très élégante de la gravité, mais elle n'a jamais été entièrement confirmée expérimentalement à des distances beaucoup plus grandes que le système solaire. Au contraire :les observations semblent réfuter la théorie
Si les cosmologistes additionnent la quantité de matière ordinaire et noire, cela ne donne pas la masse qu'ils attendent dans l'univers. Selon les mesures les plus récentes, l'univers se compose de 4,9 % de matière ordinaire et de 26,8 % de matière noire. Elle consiste donc toujours à 68,3 % en « autre chose » :l'énergie noire. Grâce à Einstein, nous savons que l'énergie représente aussi la masse :E =mc. L'énergie noire résout également un autre problème délicat. Dès 1929, Edwin Hubble découvre que l'univers est en expansion. Ce n'est qu'en 1998 qu'il est apparu que cette expansion ne ralentissait pas, comme elle devrait l'être sous l'influence de la gravité attractive sur les particules de matière, mais s'accélérait. C'est parce que l'énergie noire contrecarre la gravité, pour ainsi dire. Ce qu'est exactement cette énergie noire est également inconnu.
Même à très petite échelle, la gravité a quelque chose d'étrange. «En physique des particules, la question est de savoir pourquoi la gravité est tellement plus faible que les autres forces fondamentales», déclare Vanmechelen. «La théorie de la supersymétrie offre une explication à cela.» Cela suppose à son tour l'existence de particules supersymétriques, également des particules de matière noire candidates. «La recherche de ces particules est toujours en cours, mais les possibilités s'épuisent progressivement. Cela peut accélérer les tentatives de modification de la théorie de la relativité. Peut-être que dans quelques années, nous déciderons que la matière noire est aussi absurde que les cercles auxiliaires introduits pour maintenir des orbites planétaires circulaires, alors que nous savons maintenant que ce sont des ellipses."
Réactions modérées de collègues physiciens
Physicien Dirk Ryckbosch (Université de Gand) : 'Une idée intéressante, rien de plus'
L'idée d'Erik Verlinde s'appuie sur la relation que Hawking avait déjà trouvée entre un trou noir et la thermodynamique :un trou noir « s'évapore » en émettant des photons (rayonnement de Hawking), et possède donc une température et une certaine entropie. Cette connexion a été élaborée et approfondie par plusieurs personnes, en particulier Jacob Beckenstein. Verlinde a un peu adapté cette idée et voit ainsi la masse (gravité) comme le résultat des propriétés plus profondes de la matière. Il parle alors d'une propriété "émergente". La gravité surviendrait à la suite de l'effort de l'univers pour une entropie maximale.'
« Cette idée remonte à 2010, lorsqu'elle a suscité beaucoup d'intérêt, mais finalement aussi beaucoup de scepticisme. Le gros problème est que c'est une idée, et elle n'a pas été développée beaucoup plus loin. Le nouveau communiqué de presse est - pour autant que je puisse en juger maintenant - plus ou moins similaire. Verlinde décrit un moyen d'estimer la quantité "d'énergie noire" dans l'univers, sur la base de sa théorie de 2010.'
«Une idée très intéressante, qui pourrait bien être vraie, mais pas une théorie bien développée qui est terminée. Avant de dire que "la matière noire n'existe pas" ou que "la gravité n'existe pas", nous devons voir quelques preuves supplémentaires. Ce n'est pas parce que l'idée conduit automatiquement à une bonne estimation de l'énergie noire qu'elle est définitivement correcte. Mais c'est certainement intéressant.'
Le physicien théoricien Lawrence Maxwell Krauss :"Beaucoup d'inconnues"
« Je ne pense pas que cette idée soit encore prête à être proclamée. J'ai entendu le professeur Verlinde en parler, mais franchement, les détails de son mécanisme m'échappent. J'en ai également discuté avec un certain nombre de collègues, et leur réponse a également été… davantage de recherches sont nécessaires.'
