Enjeux de SKA

Matière noire

Il a été observé une différence entre la masse dynamique et la masse lumineuse de certaines galaxies.

Le masse dynamique est une mesure déduite de son influence gravitationnelle. Or, toute masse est soumise à la gravitation, il est donc peu probable que cette mesure soit fausse.

En revanche, la masse lumineuse est mesurée en faisant l'hypothèse que toute la masse de la galaxie est constitué d'étoiles. Ces étoiles rayonnant, on peut, en connaissant leur distribution, évaluer leur masse, déduite de la quantité de lumière qu'elles émettent.

La différence entre ces deux valeurs pose donc problème. Une explication possible est d'imaginer qu'il existe de la matière non visible entourant les galaxies et qui représenterait jusqu'à près de 90% de la masse totale de la galaxie : la matière noire !

Cette hypothèse est aujourd'hui la plus convaincante.

L'accélération de l'expansion de l'Univers a été attribuée à l'énergie noire. Elle pourrait s'expliquer simplement par la théorie de relativité générale d'Einstein et la "constante cosmologique", mais cette solution ne semble pas acceptable aux vues des calculs de la densité d'énergie à l'aide du modèle standard. En effet, la différence entre le modèle théorique et le modèle empirique est de l'ordre plus de 120 ordres de grandeurs !

Jusqu'à présent, les tests de la théorie de relativité générale d'Einstein démontrent que la théorie est correcte à au moins 99,99%. Mais, cette théorie doit se confronter à la théorie quantique. Le SKA va essayer de montrer les limites de cette théorie avec les observations des pulsars et avec les observations de la distribution de matière (principalement les atomes d'hydrogène) à différentes époques dans l'histoire de l'univers. Ainsi, il serait possible de déterminer l'évolution de la géométrie de l'univers, et de vérifier si cela peut s'expliquer simplement avec la constante cosmologique.

Théorie de la relativité

L'espace, au voisinage d'un corps massif, se déforme.

Ainsi, les concentrations de masse vont perturber le chemin des ondes radio, permettant aux astronomes d'évaluer la masse des objets se trouvant sur le chemin des ondes en mesurant leur niveau de distorsion.

Dans le but de tester la relativité générale, il est nécessaire de trouver un pulsar dans d’extrêmes conditions, par exemple, proche d'un trou noir. En étudiant la régularité des émissions du pulsar, il serait possible de tester cette théorie ainsi que les propriétés des trous noirs.

La grande sensibilité du SKA permettrait d'observer de tels systèmes, même s'ils sont très rares.