Le modèle MOND non local interpole entre la cosmologie et les systèmes liés gravitationnellement, reproduisant les phénomènes de matière noire

Publié le 13 décembre 2025 à 01h16. Des chercheurs ont développé un nouveau modèle théorique de gravité qui pourrait expliquer à la fois la matière noire et l’énergie noire sans postuler l’existence de particules exotiques, unifiant ainsi deux des plus grands mystères de la cosmologie moderne.

• Un nouveau modèle de gravité non locale permettrait de rendre compte des observations cosmologiques et de la dynamique des galaxies sans invoquer la matière noire.
• Ce modèle repose sur un champ vectoriel temporel lié à la densité d’énergie d’une composante similaire à la matière noire, régi par une équation du premier ordre.
• Les résultats obtenus présentent une coïncidence numérique entre la constante de Hubble et la constante de Milgrom, renforçant le pouvoir explicatif du modèle.

Les courbes de rotation des galaxies et l’expansion accélérée de l’univers sont deux phénomènes qui, jusqu’à présent, nécessitaient des explications distinctes. La première observation suggère la présence d’une masse invisible, communément appelée matière noire, tandis que la seconde est attribuée à une force mystérieuse, l’énergie noire. Concilier ces deux observations s’est avéré un défi majeur pour les cosmologistes.

C. Deffayet et R.P. Woodard ont récemment présenté un modèle théorique novateur qui pourrait bien combler ce fossé. Leur approche repose sur une modification non locale de la gravité, où les corrections au tenseur de contrainte gravitationnelle évoluent de manière non perturbatrice et pourraient persister depuis les premiers instants de l’univers. Ce modèle établit un champ vectoriel temporel, dérivé d’un champ scalaire, régi par une équation du premier ordre avec des conditions initiales spécifiques. Ce champ est directement lié à la densité d’énergie d’une composante qui se comporte comme de la matière noire.

En résolvant l’équation qui régit l’évolution du champ scalaire, les chercheurs ont pu déterminer de manière unique sa valeur à un moment et à un endroit donnés, en fonction de la géométrie de l’espace-temps. Pour modéliser la densité énergétique de cette composante de matière noire, ils ont appliqué le principe de conservation de l’énergie, aboutissant à une équation du premier ordre qui décrit son évolution. Les conditions initiales du modèle sont définies pour produire une densité d’énergie presque homogène, perturbée par des fluctuations primordiales, reflétant ainsi les germes de la formation des structures cosmiques.

Ce modèle permet de reproduire avec précision les observations du rayonnement de fond cosmique micro-ondes, les oscillations acoustiques des baryons et la formation des structures à grande échelle. Un aspect particulièrement intéressant est la coïncidence numérique observée entre la constante de Hubble (qui décrit le taux d’expansion de l’univers) et la constante de Milgrom (un paramètre clé de la dynamique newtonienne modifiée, une alternative à la matière noire). Cette coïncidence suggère que le modèle pourrait offrir une explication unifiée pour les phénomènes observés à différentes échelles.

Les recherches futures se concentreront sur l’affinement des prédictions du modèle et leur validation à l’aide de données observationnelles de plus en plus précises. L’équipe prévoit également d’explorer le comportement du modèle dans des scénarios plus complexes et d’étudier ses liens potentiels avec d’autres théories de la gravité modifiée. Ce travail représente une avancée significative dans la quête d’une compréhension plus complète et cohérente de la gravité et de son rôle dans l’évolution de l’univers.