Matière noire et (ou) gravitation modifiée : une approche historique et épistémologique

TL;DR

Cet article propose une vue historique et épistémologique du problème de la matière noire et des gravitations modifiées. Il retrace les jalons depuis l’astronomie newtonienne jusqu’au cadre $\Lambda$CDM et discute les preuves et les tensions, notamment les dérives entre $H_0$ et la croissance des structures. Il examine les candidats à la matière noire (parmi lesquels les WIMPs) et les alternatives MOND et extensions relativistes, ainsi que les modèles hybrides qui cherchent à concilier les deux approches. Il met en évidence les tensions persistantes à différentes échelles et interroge l’ontologie des hypothèses (réalité physique vs description phénoménologique) tout en soulignant l’importance de nouvelles données et de cadres conceptuels éventuellement révolutionnaires. En somme, l’article propose un cadre pour penser ces hypothèses comme outils d’explication provisoires plutôt que des vérités définitives.

Abstract

The current standard model of cosmology assumes that the majority of matter in the Universe is made of dark matter, and that the latter is fundamentally different from ordinary matter. Dark matter can in principle explain the rotation of galaxies, the gravitational lensing from galaxy clusters or the appearance of the cosmic microwave background, the oldest light in the Universe. But does dark matter really exist? Here, we review the history of this concept and its implications for the formation and evolution of galaxies. We also consider the questions that remain, the limitations of the model, and present alternative theories, in particular modifications to the gravitional law that would -- perhaps -- make it possible to do without it.