380 000 ans après le Big Bang, l'Univers s'est refroidi d'une soupe chaude de plasma à une température où les protons et les électrons pouvaient se combiner pour former des atomes. Les atomes d'hydrogène neutres ont été déchirés une fois de plus, par un mécanisme qui continuerait à réioniser l'univers entier, un processus qui a finalement pris fin un milliard d'années après le Big Bang.
On pense que les premières étoiles qui se sont formées avant l'époque de la réionisation ont probablement pompé un rayonnement ultraviolet féroce, ionisant l'hydrogène neutre, mais une nouvelle théorie (controversée) a été avancée. La matière noire avait-elle un rôle à jouer dans la réionisation de l'Univers?
Comme 85% de l'Univers est composé d'un type de matière dont nous n'avons pas encore pleinement pris en compte, il semble tout à fait naturel que les scientifiques étudient la possibilité que la matière noire ait un rôle à jouer peu de temps après le Big Bang. Bien que les scientifiques soient assez convaincus que la période de réionisation a été entraînée par les émissions des toutes premières étoiles, certains facteurs d'observation pourraient suggérer que l'annihilation de la matière noire aurait pu jouer un rôle dans l'évolution de l'Univers.
C'est en tout cas selon Dan Hooper et Alexander Belikov de Fermilab à Batavia, Illinois. Dans leur théorie récemment publiée, les chercheurs examinent la physique derrière l'annihilation de la matière noire comme le mécanisme qui a conduit à l'époque de la réionisation.
Dans les travaux de Hooper et Belikov, ils se concentrent sur la matière noire qui, théoriquement, s'est agglutinée sous l'attraction gravitationnelle alors que l'Univers se refroidissait pendant l'ère de l'hydrogène neutre (connu sous le nom de «Dark Ages» - l'Univers aurait été opaque en raison du manque d'étoiles et absence de rayonnement électromagnétique). Lorsque la matière noire pendant cette période s'agglutine, elle devrait s'annihiler. Pendant l'annihilation de la matière noire, des rayons gamma de haute énergie devraient être générés. Où irradie le rayonnement gamma, l'ionisation de la matière suivra certainement.
“Un seul rayon gamma pourrait réioniser 1 000 atomes d'hydrogène», Explique Hooper. "Le mécanisme aurait facilement pu réioniser l'univers.”
Par leur raisonnement, plutôt que par les émissions d'étoiles qui auraient pu se former au début de l'époque de la réionisation, un mécanisme d'ionisation beaucoup plus puissant aurait pu inonder l'Univers. Cependant, certains scientifiques sont sceptiques quant à cette idée.
“Nous n'avons pas encore de preuve que la matière noire ait jamais été anéantie», Explique Charles Bennett, chercheur principal sur le satellite WMAP de la NASA, qui étudie l'époque de la réionisation. "Je ne dis pas que c'est mal, mais ça semble un peu trop artificiel pour que je l'accepte avec empressement. " Bennett voit l'argument de la matière noire comme un mystère (réionisation) expliqué par un autre mystère (la matière noire s'anéantit-elle même?).
Pour l'instant, l'idée que la matière noire a pu être le mécanisme sous-jacent ionisant notre Univers reste très théorique. Mais Hooper a hâte d'étudier les données de la prochaine mission Planck de l'ESA, car cet observatoire pourra étudier comment la réionisation s'est déroulée dans le temps. "La signature temporelle de la réionisation de la matière noire sera différente de celle provoquée par les étoiles», Explique Hooper.
Source: Nouveau scientifique
