La physique a des réussites spectaculaires — elle prédit le comportement d'un électron avec une précision folle. Et pourtant, elle bute encore sur des questions énormes. La nature de la matière noire et de l’énergie noire, qui représentent environ 95 % du contenu énergétique actuel dans le modèle standard, reste inconnue. Voici quelques-uns des plus beaux trous dans notre savoir.
Chiffres clés
- Matière ordinaire
- ≈ 5 % de l'Univers
- Matière noire
- ≈ 27 %
- Énergie noire
- ≈ 68 %
- Théories à réconcilier
- relativité + quantique
La science n'est pas finie
On imagine parfois la physique comme un livre presque terminé, où il ne resterait que des détails à corriger. C'est l'inverse : chaque grande découverte a ouvert de nouvelles questions. Les énigmes ci-dessous ne sont pas des lacunes honteuses — ce sont les chantiers où se joue la science d'aujourd'hui.
Six énigmes ouvertes
La matière noire
Les galaxies tournent trop vite pour tenir avec la seule matière qu'on voit. Une masse invisible, cinq fois plus abondante, les retient. Mais de quoi est-elle faite ? En savoir plus →
L'énergie noire
L’expansion de l’Univers s’accélère. Dans le modèle standard, une composante appelée énergie noire rend compte de cette observation. Sa nature physique demeure inconnue.
La gravité quantique
La relativité générale décrit la gravitation ; la physique quantique décrit notamment les particules. Nous n’avons pas encore de théorie de gravitation quantique validée pour les situations où les deux sont indispensables, comme l’Univers très primordial.
La mesure quantique
Un état quantique peut être une superposition de plusieurs possibilités. Une mesure donne un résultat défini, avec des probabilités calculables. Comment interpréter ce passage ? La question concerne une interaction physique, pas la conscience de l’observateur. En savoir plus →
Matière contre antimatière
Le Big Bang aurait dû créer autant de matière que d'antimatière, qui se seraient annihilées. Pourtant la matière a gagné — sinon nous ne serions pas là. En savoir plus →
Le réglage fin
Modifier les constantes fondamentales changerait la formation des structures et la chimie. Les arguments de réglage fin dépendent des modèles et des hypothèses sur la vie ; ils ne démontrent pas l’existence d’un multivers.
Un Univers surtout sombre
Les deux premières énigmes se rejoignent dans un constat renversant : tout ce que nous voyons — étoiles, planètes, gaz, nous-mêmes — ne représente qu'une infime part du contenu de l'Univers. Le reste est « sombre », au sens où il n'émet aucune lumière et nous échappe presque totalement.
Pourquoi ces trous comptent
Ces questions ne sont pas de simples curiosités. C'est en cherchant à expliquer une orbite qui « clochait » que Le Verrier a prédit Neptune ; c'est une petite anomalie du rayonnement qui a fait naître la physique quantique. Les grandes révolutions naissent souvent d'un détail qui résiste.