La quinta dimension, un 'portal' pour expliquer la matière noire?
Des physiciens ont proposé un modèle selon lequel certaines particules pourraient agir comme un lien vers une cinquième dimension, offrant ainsi une explication quant à la matière noire.
Une nouvelle forme de décrire le côté invisible de l'univers
Dans ce contexte, apparaît un champ nouveau qui agit comme un intermédiaire entre notre univers à quatre dimensions (longueur, largeur, hauteur et temps) et cet espace supplémentaire courbé.
Selon Popular Mechanics, le résultat est que certaines masses de ces fermions pourraient être poussées vers cette cinquième dimension, créant ce que les physiciens décrivent comme un secteur sombre.
Depuis notre point de vue, ce secteur se manifesterait comme de la matière noire, un composant qui exerce une gravité mais ne émet pas de lumière et que nous ne connaissons jusqu'à présent que par ses effets.
Il existe une formule mathématique qui a prédit la fin du monde, et bientôt, la matière noire et la cinquième dimension seront au cœur de l'attention des scientifiques.
La matière noire, un mystère cosmologique
La matière noire est l'un des grands énigmes de la cosmologie, représentant une fraction importante de la masse de l'univers, mais personne n'a réussi à la détecter directement.
On sait qu'elle est là car les galaxies tournent trop vite et la structure à grande échelle du cosmos ne se comprend pas sans cette masse supplémentaire. C'est pourquoi la proposition du 'portail' essaie de mettre de l'ordre dans ce puzzle.
Selon les scientifiques, dans ce modèle, la matière noire serait formée, au moins en partie, par des fermions qui vivent dans la cinquième dimension et qui se relationnent à nous gracias à ce champ intermédiaire.
Elles ne seraient pas des particules exotiques totalement déconnectées de ce que nous connaissons, mais une extension de la matière que nous étudions, replacée dans un espace plus vaste que nous ne l'imaginons généralement.
Comment cela s'insère-t-il dans la physique actuelle?
Depuis la fin des années 90, on a proposé des modèles dans lesquels notre univers serait une espèce de feuille incrustée dans un espace de plus de dimensions, avec la gravité et certains champs s'étendant dans ce volume.
La nouveauté ici est comment on utilise ce cadre pour attaquer de front plusieurs problèmes. D'un côté, on introduit un candidat concret à la matière noire, sous forme de fermions dans cette cinquième dimension.
De l'autre, on relie la génération de masse de ces particules au comportement du nouveau champ scalaire qui les relie à notre univers.
Le résultat est un schéma qui, au moins sur le papier, ne contredit pas les observations actuelles et offre une narration unifiée pour des phénomènes que le Modèle Standard ne couvre pas bien.
Cependant, tout ce reste théorie, et il n'y a pas encore d'expérience qui ait vu directement la particule qui fait office de lien ni la cinquième dimension elle-même.
En fait, les chercheurs supposent que, si ce mécanisme est réel, il sera très difficile de produire cette nouvelle physique de manière claire dans les machines que nous avons aujourd'hui.
Les preuves potentielles viendraient de manière indirecte.
On parle de recherches dans les collissions plus puissantes que le Grand Collisionneur de Hadrons du CERN, où pourraient apparaître des indices de ce secteur sombre.
Autre voie, la cosmologie : si ce champ a joué un rôle dans l'univers primitif, il pourrait avoir laissé une empreinte en forme d'ondes gravitationnelles que détecteraient les instruments de prochaine génération.
Ces sont des chemins longs, mais au moins, ils donnent une feuille de route pour vérifier si la cinquième dimension de ce modèle a quoi que ce soit à voir avec la réalité.