La force cachée de la matière noire ralentit la croissance cosmique

Une nouvelle étude publiée dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) le 2 août 2026 révèle qu'une force attractive supplémentaire entre les particules de matière noire, contrairement aux attentes, tend à ralentir plutôt qu'à accélérer la croissance des structures cosmiques. La recherche, menée par Zachary Weiner de l'Institut Périmètre de physique théorique, montre que si une telle force rend l'agrégation de la matière noire plus efficace, elle entraîne également une perte de masse effective des particules au fil du temps, affaiblissant leur attraction gravitationnelle et supprimant la formation des structures.

Les scientifiques explorent l'idée d'une « force sombre » cachée car les observations cosmologiques précises divergent parfois du modèle standard. Les mesures de l'expansion cosmique et du fond diffus cosmologique suggèrent des écarts : certaines données indiquent une expansion passée plus lente, tandis que d'autres suggèrent que la matière est plus fortement agrégée que prévu. Ces anomalies petites mais persistantes motivent la recherche d'interactions supplémentaires dans le secteur de la matière noire que la matière ordinaire ne peut pas détecter.

Selon Weiner, le résultat contre-intuitif découle de deux effets concurrents. La force attractive supplémentaire améliore effectivement l'agrégation, mais elle modifie simultanément le comportement de la matière noire à mesure que l'univers s'étend, réduisant effectivement les masses des particules. Cette perte de masse compense l'attraction plus forte, conduisant à une suppression nette de la croissance des structures dans la plupart des modèles. L'étude a examiné un groupe de modèles théoriques où les particules de matière noire interagissent via une force à longue portée en plus de la gravité, en utilisant des calculs théoriques et des données cosmologiques.

Ces résultats ont des implications pour les théories tentant d'expliquer les mesures récentes du spectroscope à énergie sombre (DESI), que certains modèles abordent en invoquant des interactions similaires de la matière noire. Les chercheurs notent que toute théorie avec une force attractive cachée doit tenir compte du mécanisme de perte de masse effective. Les observatoires à venir et les relevés cosmiques pourraient fournir des données plus précises pour tester ces possibilités.

Weiner souligne la nécessité de poursuivre les tests, déclarant : « L'Univers est souvent plus subtil que notre intuition. » L'étude a été publiée par Sissa Medialab.