Une des rares certitudes de notre existence sur Terre, est qu'un objet se déplace toujours du haut vers le bas, s'il n'est pas soumis à d'autre force que son poids. Cette certitude c'est Isaac Newton qui nous l'a enseignée, grâce à sa fameuse pomme. Et la loi de gravitation universelle énoncée et prouvée par ce génie anglais, est à la base des lois de la physique que les scientifiques et les chercheurs utilisent pour comprendre les phénomènes célestes.

Et pourtant il est aussi vrai que les certitudes peuvent être revues. Les scientifiques se demandent s'il existe au moins une alternative à la théorie de Newton, s'il existe des preuves expérimentales d'une théorie qui évite le recours à la matière noire. Une équipe de chercheurs de l'INAF - Observatoire de Capodimente (Institut National d'AstroPhysique) et des universités de Naples, Santa Cruz (Californie) et de Zurich, ont démontré que, dans les galaxies elliptiques, le mouvement des étoiles est compatible avec des théories alternatives à la gravité newtonienne. L'article qui sera publié sur l'Astrophysical Journal, est disponible sur le site arxiv.org (http://arxiv.org/pdf/1201.3363v1.pdf).

Ces théories, appelées par les scientifiques "théories f(R)", prévoient une extension de la Théorie de la Relativité Générale d'Einstein, avec une correction conséquente des potentiels gravitationnels générés par la distribution des masses dans le cosmos. L'aspect particulièrement innovant, réside dans le fait que cette théorie est capable dans les cas généraux, comme ceux utilisé dans l'article, d'expliquer le mouvement des étoiles et des gaz dans l'univers sans avoir recours à la présence de matière noir.

"Du point de vue des modèles dynamiques des galaxies, nous avons pu vérifier que la distribution des mouvements des étoiles, dans les galaxies elliptiques, peut être reproduit avec une grande exactitude par les théories f(R). Les trois galaxies prisent en considération, avaient déjà été étudiées dans le cadre de la dynamique newtonienne, en considérants des amas de matières noires classiques, avec une exactitude équivalente. A l'heure actuelle, il n'est possible d'exclure aucune des deux théories, mais il est intéressant de voir qu'il peut y avoir des explications alternatives au paradigme de la matière noire" a dit Nicola Napolitano, chercheur à l'INAF et premier auteur de l'article.

"Nous avons cherché à explorer des alternatives possibles aux modèles dynamiques classiques, avec des potentiels newtoniens (...) car le modèle astronomique standard et la matière noire froide, ne fonctionnent pas parfaitement à toutes les échelles de l'univers. Il manque en plus des preuves décisives, au niveau fondamental, sur l'existence des particules élémentaires, qui composeraient cette matière noire" a ajouté Massimo Capaccioli de l'université "Federico II" (Naples), membre du conseil d'administration de l'INAF et co-auteur de l'article.

Pour Salvatore Capozziello, expert des théories f(R) de l'université de Naples, "les galaxies elliptiques ne sont pas les seuls systèmes dont la dynamique semble compatible avec les théories f(R). Il y a des similitudes évidentes dans les galaxies à spirale et dans les amas de galaxies. Mais les modèles obtenus avec les galaxies elliptiques ont une correspondance avec les observations sans précédent, et nous encouragent à continuer avec plus de conviction sur la route des théories alternatives à la gravitation".