École de Cosmologie - VI
Matière noire et Energie noire dans l'univers

Contexte Scientifique

Aujourd'hui, l'identification de la matière noire d'une part et de l'énergie noire d'autre part, est fondamentale pour la cosmologie. Cette problématique, qui se trouve à la frontière entre l'astrophysique et la physique des particules, intéresse les communautés scientifiques liées à l'astronomie et à la physique fondamentale. Le panorama de la Cosmologie a connu récemment un profond bouleversement avec la mise en évidence d'une phase d'accélération de l'expansion de l'univers, et non une décélération sous l'effet de la gravitation comme on aurait pu s'y attendre. Cette observation nous conduit ainsi à un nouveau paradigme : la dynamique de l'univers est dominée par celle du vide. La raison de cette accélération est lié à un problème de nature fondamentale (énergie noire), et son interprétation donnera des contraintes aux théories alternatives à la relativité générale et aux candidats à l'énergie noire (Quintessence,..). D'autre part, l'interprétation de la masse (matière noire) qui manque pour rendre compte de certaines observations (courbes de rotation des galaxies spirales, vitesses des galaxies dans les amas,..) est aussi un problème qui suscite un vif intérêt, tant d'un point de vue de sa mise en évidence astrophysique (halos de galaxies, masse des amas, lensing, microlensing,..) que sur son interprétation (machos, WIMPs, neutrino massif, neutralinos,..). Dans un futur proche, l'analyse des fluctuations du CMB (Boomerang, Maxima, Planck.), le diagramme de Hubble pour les supernova, les comptages de galaxies ou d'amas et le lensing par les grandes structures (megacam, XMM, CHANDRA, Snap, VLT...) permettra de déterminer au mieux les paramètres cosmologiques et les différentes contributions à la matière (énergie) dans l'univers. L'analyse des nouvelles données (XMM-LSS, Sloan, Virmos,..) sera d'autant plus efficace que ces deux aspects seront menés de concert. En attente des résultats du LHC, les futurs progrès en cosmologie et en astro-particule pourront nous éclairer sur les lois fondamentales de la nature. Il est donc opportun que la communauté s'intéresse à la fois à la physique qui a emmène au big-bang (cosmologie quantique, extra-dimensions, M-theory,..) qu'aux observations astrophysiques. Les thématiques envisagées dans le programme de cette école concernent l'estimation des paramètres cosmologiques, la mise en évidences astrophysique de la matière noire et son origine, les théories du Big Bang et l'interprétation de la répulsion du vide. La contribution de la matière noire et de l'énergie noire dans l'univers est d'abord un problème lié à l'identification et la mesure d'observables (modélisation statistique des données), avant que se pose le problème de leur interprétation.

Comité Scientifique


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