La matière noire : l’éther des temps modernes ?

Le « problème de la matière noire » désigne en astrophysique le fait qu'on détecte, par ses effets gravitationnels, une grande quantité de masse à plusieurs échelles dans l'Univers (galaxies, amas de galaxies, cosmologie) et qu'on n'a encore jamais réussi à voir plus directement cette masse. On ne sait même pas de quoi elle pourrait être composée et de nombreuses hypothèses sont à l'étude. Il se pourrait même que cette masse soit absente et que le problème vienne plutôt de notre mauvaise compréhension de la gravitation, hypothèse elle aussi à l'étude. La situation peut sembler peu satisfaisante d'un point de vue épistémologique et les chercheurs du domaine (dont je fais partie) sont souvent interpellés pour justifier le fait qu'ils travaillent sur quelque chose qu'on ne voit pas. On nous reproche aussi parfois de travailler sur une hypothèse particulière (par exemple celle selon laquelle la matière noire pourrait être constituée de particules supersymétriques) alors que, soyons sérieux, on ne sait même pas si ça existe...

Ces reproches et ces interpellations font partie du dialogue normal entre scientifiques et grand public. Ils sont parfois formulés par des scientifiques, voire des physiciens, dont certains comparent le problème de la matière noire à celui de l'éther, étant sous-entendu que comme dans le cas de l'éther, on se rendra compte dans quelques décennies du ridicule de notre hypothèse de départ et qu'alors, on se morfondra de honte devant notre propre naïveté épistémologique.

Je propose à ceux-là de revenir sur un point d'histoire des sciences concernant l'éther, probablement un des concepts les plus riches et les plus féconds de toute l'histoire de la physique. Tour d'abord l'éther désignait un milieu emplissant tout l'espace et permettant de comprendre la propagation de la lumière (dans les théories ondulatoires mais aussi dans les théories corpusculaires, en particulier celle de Newton), éventuellement la transmission des forces électriques, magnétiques et gravitationnelles. On devrait parler des éther plutôt que de l'éther, tant ce terme a recouvert des notions différentes.

Au XIXe siècle, alors que la tension entre les partisans des théories corpusculaires et ceux des théories ondulatoires de la lumière est à son comble, la physique de l'éther est un sujet d'étude de choix. George Gabriel Stokes, par exemple, l'étudie sérieusement du point de vue hydrodynamique pour comprendre comment il réagit au passage des corps. En 1845, ll montre en particulier que si on prend en compte son éventuelle viscosité, ce milieu pourrait transporter des ondes transverses, ce qui permettrait d'expliquer les phénomènes de polarisation de la lumière mis en évidence quelques décennies plus tôt. Par ailleurs, les mesures de la vitesse de la lumière dans l'eau réalisées par Hippolyte Fizeau et Léon Foucault au début des années 1860 confortent l'hypothèse de l'entraînement partiel de l'éther formulée par Augustin Fresnel. Dans les années 1870, James Clerk Maxwell s'appuie sur une conception très mécanique de l'éther pour arriver aux équations qui portent son nom et qui forment, encore aujourd'hui, les fondements de l'électromagnétisme classique (non quantique). Dans les années 1890, Oliver Lodge entreprend de tester si l'éther pouvait être mis en mouvement, en examinant si la figure d'interférence obtenue avec un interféromètre était affectée par la mise en rotation rapide d'un disque massif à proximité du dispositif.

Le fait que la physique moderne ait finalement pu se débarrasser de l'éther n'enlève rien à la qualité des travaux scientifiques que je viens d'évoquer. Ceux-ci s'inscrivaient dans une démarche scientifique valide et féconde. De même, travailler sur l'hypothèse que la matière noire est faite de particules d'un type nouveau, c'est de la vraie science. Travailler sur des hypothèses différentes ou même contradictoires aussi, bien sûr. La science est, entre autres, une démarche consistant à pousser des hypothèses au bout de leurs retranchements.

Alors, la matière noire, l'éther des temps modernes ? C'est le plus beau compliment qu'on puisse faire sur un domaine de recherche !

Trois lectures

16 commentaires pour “La matière noire : l’éther des temps modernes ?”

  1. Blanc Répondre | Permalink

    Sauf qu'au XIXème, il y avait globalement UN éther (même s'il a revêtu différents aspects) ; au XXIème siècle, on en a deux : la matière noire et l'énergie noire...

    • Richard Taillet Répondre | Permalink

      Bonjour,

      La situation n'est pas du tout la même pour l'énergie noire que pour la matière noire, à mon avis. Je prends le temps de mettre au clair mes idées sur ce point, et je développerai !

  2. Blanc Répondre | Permalink

    Ben ça fait quand même 95% de l'énergie de l'univers que l'on ne connaît pas. Sauf si l'énergie noire se révèle être une banale constante cosmologique. Et deux trucs aux effets gravitationnels différents : la matière noire forme des grumeaux sous l'effet de la gravitation, tandis que l'énergie noire fait que les galaxies baignées dedans s'éloignent les unes des autres sous l'effet de la gravitation... A mon avis le lien avec l'éther vient seulement du fait qu'on n'a pas la moindre idée de ce que tout peut bien être...

    • Richard Taillet Répondre | Permalink

      Certes, et je n'ai pas écrit qu'il n'y avait pas de problème épistémologique associé à l'énergie noire. Simplement, et c'était le message de ce post, le mot "éther" ne veut pas dire "nom générique de quelque chose qu'on ne comprend pas", et si la comparaison éther/matière noir peut sembler légitime, à mon avis celle avec l'énergie noir l'est moins. Encore une fois, je reviendrai sur ce point ! 😉

  3. François Longpré Répondre | Permalink

    Bonjour! J'ai mis au point une hypothèse «La densité linéaire en gravitation». Cette hypothèse me permet d'avancer que l'espace a une masse volumique qui possède une quantité de mouvement. En présence d'une masse, il y a émergeance d'accélération. Ce que l'on nomme champ de gravitation n'est autre que de l'espace concentré autour d'une masse comme la Terre. Selon mon hypothèse, matière noir et énergie sombre n'existe pas, seul l'espace.

    • Richard Taillet Répondre | Permalink

      Bonsoir,

      Votre description est un peu floue pour pouvoir en dire grand-chose, mais je soupçonne que vous n'ayiez en tête quelque chose qui ne soit que très peu quantitatif. Êtes-vous en mesure, avec votre hypothèse, de reproduire les courbes de rotation des galaxies ? Les cartes de cisaillement gravitationnel ? Les trajectoires des planètes ? Mais avant toute chose, vraiment : connaissez-vous les théories que votre hypothèse prétend supplanter ? Ce n'est pas pour vous envoyer dans les cordes, c'est une vraie question, j'ai été confronté des dizaines de fois, dans une autre vie, dans un autre espace numérique lui aussi très riche (coucou les futuriens ! 🙂 ), à des affirmations du genre de celle que vous proposez ici, pour finalement me rendre compte que les personnes n'avaient pas la moindre idée des phénomènes qu'une théorie acceptable devrait aujourd'hui expliquer...

  4. François Longpré Répondre | Permalink

    Je comprend votre méfiance Monsieur Taillet. Cependant mon hypothèse de départ, avec formules, m'a ammené a quantifier l'espace. Je sais que je touche ici à la relativité générale, à sa façon de voir la gravitation soit, une courbure de l'espace-temps.Ce n'est pas volontaire, mes équations m'ont portés vers une vision différente qui est appuyé par la relation de Newton g = G m/r2 dans laquelle la constante de gravitation G en cache une autre plus fondamentale.

  5. Depinoir Répondre | Permalink

    Comme l'indique le livre publié en mai 2015 chez Désiris, il est beaucoup plus simple d'attribuer la matière noire à un effet relativiste: l'horizon de Rindler. Les particules de gaz, chargées et accélérées dans les puits gravitationnels au sein des amas galactiques, émettent un rayonnement qui reste emprisonné dans la bulle due à l'accélération. Celle-ci n'a pas besoin d'être très forte quand les amas sont éloignés, ce qui explique qu'on trouve peu de matière noire à proximité de notre Galaxie.

  6. Pierre Bacelon Répondre | Permalink

    Monsieur Richard Taillet,
    Il est admis que le volume du système solaire est constitué de vide, hormis le soleil et quelques planètes. Dans cette hypothèse, il faut admettre que le vide a un volume. Cette admission est contraire à la plus élémentaire logique, puisque alors rien -le vide- aurait un volume ( je définis le vide comme étant une entité de masse nulle, ce qui est en accord avec la science actuelle et avec la logique). Si cette remarque à propos de l'impossibilité du vide d'avoir un volume vous semble logique, j'aimerais discuter avec vous quelle grandeur physique peut occuper le volume du système solaire et du l'univers en général. Je vous souhaite une bonne journée.

  7. Darth Vador Répondre | Permalink

    L'énergie noire est tout simplement un effet corollaire de la circulation du côté obscure de la Force ... Son réveil va faire mal ...
    Quant à la matière noire, hé bien, l'avantage pour un chercheur de chercher ce qui n'existe pas, c'est qu'on a toujours de quoi justifier la continuité de sa recherche et donc des budgets qui vont avec.

  8. Jose Répondre | Permalink

    Une explication alternative à la matière et à l'énergie sombre
    a) La masse se déplace comme un nœud coulant dans la grille d'éther globale –tridimensionnel des filaments élastiques.
    b) L'énergie électromagnétique est la torsion dans la grille. Onde transversal.
    c) Lorsque l’énergie de torsion est suffisante la masse est créée à l'intérieur d'un réticule et l'éther global est comprimé. Les réticules évitent les nœuds à se défaire.
    d) Quand les étoiles perdent de la masse, elles étendent l'éther global.
    e) L'expansion ne bouge pas beaucoup les autres étoiles car leur interaction avec l'éther global a la relation quadratique v ^ 2 / c ^ 2 –semblable à l'énergie cinétique mais l'effet inverse–, il semble donc que l'expansion soit générée partout.
    f) La Physique Globale n'a pas été conçue pour expliquer l'expansion de l'univers mais c'est le cas, et la matière noire n'est plus nécessaire.
    [lien direct supprimé : molwick.com/fr/astrophysique/245-matiere-noire.html#rotacion]

    • Richard Taillet Répondre | Permalink

      Bonjour,

      Merci pour ce parfait exemple de proposition non scientifique, qui pourrait tromper le lecteur distrait. La proposition que vous relayez se fonde sur des analogies vagues et sans substance, une fois qu'on va creuser un tout petit peu...

      • Jose Répondre | Permalink

        Bonjour,
        Je ne savais pas que la science est ce que vous dit. Si vous voulez, vous pouvez lire mon livre sur la méthode scientifique, qui est cité dans les programmes d'études de quelques universités et dans nombreuses thèses de doctorat.
        [lien direct supprimé : molwick.com/fr/methodes-scientifiques/]

        • Richard Taillet | Permalink

          Bonjour,

          Je ne comprends pas votre message : je n'ai pas l'impression d'avoir proposé une définition de la science. Et je ne vois aps en quoi vous répondez le moins du monde à ma réaction à votre message initial, qu'à la relecture je réitère pleinement.

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