Un physicien suggère que la matière noire serait composée de trous noirs survivants d’univers disparus

Une théorie audacieuse suggère que la matière noire, cette substance invisible et encore hypothétique qui façonne les galaxies, pourrait être composée de trous noirs primordiaux. Ces objets mystérieux seraient les reliques d’univers disparus, survivants de leur effondrement final. Cette hypothèse, explorée dans une étude récente publiée dans la revue Physical Review D, s’appuie sur deux concepts clés : le « Big Bounce » et les trous noirs primordiaux.

Le « Big Bounce » : un univers cyclique

Le « Big Bounce », ou « Grand Rebond », est une théorie controversée selon laquelle notre univers ne serait pas né d’une seule fois, mais ferait partie d’un cycle infini. Dans ce modèle, l’univers s’étendrait, se contracterait, puis renaîtrait à nouveau après un effondrement en singularité. Cette idée, défendue par le physicien Enrique Gaztanaga, suggère que les structures sombres observées aujourd’hui dans les galaxies pourraient être des vestiges d’un univers antérieur.

« L’univers n’a peut-être pas commencé une seule fois, mais aurait pu rebondir. Les structures sombres qui façonnent les galaxies aujourd’hui pourraient être des reliques d’une époque antérieure au Big Bang. »

Les trous noirs primordiaux : une piste pour la matière noire

Les trous noirs primordiaux, formés quelques secondes seulement après le Big Bang, sont considérés comme de sérieux candidats pour expliquer la matière noire. Contrairement aux trous noirs stellaires, nés de l’effondrement d’étoiles massives, ces objets seraient apparus directement dans les conditions extrêmes de l’univers primordial. Certains pourraient être aussi petits qu’un atome, mais leur détection reste un défi majeur.

Dans le modèle proposé par Gaztanaga, certains de ces trous noirs pourraient être des reliques d’un univers précédent, ayant survécu à son effondrement. « Dans notre travail, nous avons découvert que les objets de plus de 90 mètres de diamètre auraient pu survivre à la transition entre l’effondrement et l’expansion », explique-t-il. Ces reliques pourraient inclure des trous noirs, des ondes gravitationnelles et des fluctuations de densité.

Comment ces trous noirs deviennent-ils des composants de la matière noire ?

Selon cette théorie, les trous noirs primordiaux pourraient émerger de deux manières : soit en survivant directement à l’effondrement d’un univers précédent, soit en se formant à partir de concentrations de matière qui s’effondrent en objets ultra-compacts. « Dans notre modèle, les galaxies et les étoiles de la phase de contraction deviennent des trous noirs, effaçant la plupart de leur structure détaillée mais conservant leur masse », précise Gaztanaga.

Si ces trous noirs sont suffisamment nombreux, ils pourraient représenter une fraction significative – voire dominante – de la matière noire. Ils pourraient également expliquer l’existence de trous noirs supermassifs observés seulement quelques centaines de millions d’années après le Big Bang, un phénomène difficile à concilier avec les modèles actuels.

Des implications majeures, mais des défis persistants

Bien que cette théorie soit séduisante, elle reste à confirmer. « Beaucoup de travail reste à faire », admet Gaztanaga. Les idées doivent être confrontées aux données observationnelles, notamment celles issues du fond diffus cosmologique, des ondes gravitationnelles et des relevés galactiques.

Cette hypothèse s’ajoute à d’autres pistes explorées pour expliquer la matière noire, comme la recherche de nouvelles particules ou de lois physiques inédites. Cependant, l’idée que la matière noire soit composée de trous noirs primordiaux offre une solution élégante, évitant la nécessité d’invoquer une physique totalement nouvelle.

Pour l’instant, cette théorie reste spéculative, mais elle ouvre des perspectives fascinantes pour comprendre l’évolution de l’univers et la nature de la matière noire.