Des preuves supplémentaires de l'existence de la matière noire - la substance mystérieuse qui est censée maintenir l'Univers ensemble - ont été produites par des cosmologues de l'Université de Durham.

En utilisant des techniques de modélisation informatique sophistiquées, l'équipe de recherche a simulé la formation de galaxies en présence de matière noire et a pu démontrer que leur taille et leur vitesse de rotation étaient liées à leur luminosité de la même manière que les observations faites par les astronomes.

L'une des simulations est illustrée, montrant les principaux ingrédients qui composent une galaxie :les étoiles (bleues), le gaz d'où naissent les étoiles (rouge), et le halo de matière noire qui entoure la galaxie (gris clair).

Théories alternatives

Jusqu'à maintenant, les théories de la matière noire ont prédit une relation beaucoup plus complexe entre la taille, masse et luminosité (ou luminosité) des galaxies que ce qui est réellement observé, ce qui a conduit les sceptiques de la matière noire à proposer des théories alternatives qui semblent mieux correspondre à ce que nous voyons.

La recherche dirigée par le Dr Aaron Ludlow de l'Institute for Computational Cosmology, est publié dans la revue académique, Lettres d'examen physique .

La plupart des cosmologistes pensent que plus de 80 % de la masse totale de l'Univers est constituée de matière noire - une particule mystérieuse qui n'a pas encore été détectée mais qui explique de nombreuses propriétés de l'Univers telles que le fond micro-ondes mesuré par le Satellite de Planck.

Des explications convaincantes

Les théories alternatives incluent la dynamique newtonienne modifiée, ou MOND. Bien que cela n'explique pas certaines observations de l'Univers de manière aussi convaincante que la théorie de la matière noire, jusqu'à maintenant, a fourni une description plus simple du couplage de la luminosité et de la vitesse de rotation, observé dans des galaxies de toutes formes et tailles.

L'équipe de Durham a utilisé de puissants superordinateurs pour modéliser la formation de galaxies de différentes tailles, compresser des milliards d'années d'évolution en quelques semaines, afin de démontrer que l'existence de la matière noire est cohérente avec la relation observée entre la masse, taille et luminosité des galaxies.

Problème de longue date résolu

Le Dr Ludlow a déclaré :"Cela résout un problème de longue date qui perturbe le modèle de la matière noire depuis plus d'une décennie. L'hypothèse de la matière noire reste la principale explication de la source de la gravité qui lie les galaxies. Bien que les particules soient difficiles à détecter, les physiciens doivent persévérer.

L'Université de Durham a collaboré au projet avec l'Université de Leiden, Pays-Bas; Université John Moores de Liverpool, l'Angleterre et l'Université de Victoria, Canada. La recherche a été financée par le Conseil européen de la recherche, le Conseil des installations scientifiques et technologiques, Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique, COFUND et la Société royale.