Matière noire, matière sombre, masse manquante
Nous ne connaissons guère l´univers, au delà du système solaire, que par la lumière que nous en recevons: les sondes quittent rarement le système solaire et les rayons cosmiques n´apportent qu´une information limitée ( bien que précieuse). La lumière ( au sens large, des ondes radio aux rayons gamma) est donc notre source essentielle d´informations.
Toutefois, les astronomes s´accordent désormais à penser qu´entre 90% et 99% de la matière dans l´univers n´émet pas de lumière. L´existence de cette matière, dite matière sombre ou matière noire, est inférée à partir des perturbations gravitationnelles qu´elle apporte à la matière lumineuse.
Faut-il se montrer surpris qu´il y ait beaucoup de matière non-lumineuse dans l´univers? Les planètes ou les astéroïdes ne sont pas lumineux par eux-mêmes, et ils ne font que réfléchir la lumière du Soleil. Rien a priori n´interdit que l´univers soit rempli de tels objets sombres, bien plus nombreux que les étoiles brillantes. Après tout, par définition, la matière sombre est invisible !
Cependant, l´expérience du système solaire nous montre que l´essentiel de la masse se trouve dans le Soleil, sinon le mouvement des planètes serait très différent. Les astronomes pensaient naturellement que, partout dans l´univers, la lumière trace la masse, selon l´expression consacrée.
L´étude de la lumière reçue des étoiles indique bien qu´il existe de la matière diffuse dans l´espace interstellaire: de la poussière qui absorbe une partie de la lumière visible et la réémet dans l´infra-rouge, de l´hydrogène neutre qui rayonne en ondes radio ou de l´hydrogène ionisé qui émet dans l´ultraviolet et les rayons X. Mais cette matière, au demeurant lumineuse ( au sens large), n´est pas beaucoup plus abondante que celle qui est concentrée dans les étoiles et surtout sa répartition n´est pas très différente de celles-ci.
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