Matière baryonique
La matière baryonique est le nom scientifique de la matière ordinaire : tout ce qui est composé d’atomes, et donc de protons, neutrons et électrons. C’est la matière que nous connaissons, celle qui forme les étoiles, les planètes, les océans, les roches et les êtres vivants. Malgré son apparente ubiquité dans notre quotidien, elle ne représente qu’environ 5% du contenu total de l’univers.
Pourquoi ce nom ?
En physique des particules, les baryons sont des particules composées de trois quarks. Les plus connus sont le proton et le neutron, qui constituent les noyaux atomiques. Le terme « matière baryonique » désigne donc par extension toute la matière composée de ces noyaux, par opposition à la matière noire (dont la nature est inconnue) et à l’énergie noire.
5% de l’univers
L’univers observable contient environ 68% d’énergie noire, 27% de matière noire et seulement 5% de matière baryonique. Parmi ces 5%, une grande partie est sous forme de gaz chaud dans les amas de galaxies ou dans les filaments du milieu intergalactique — relativement peu se trouve dans les étoiles et les planètes. En d’autres termes, tout ce que nous pouvons voir directement — étoiles, galaxies, nébuleuses — ne représente qu’une fraction infime du contenu de l’univers.
La matière baryonique manquante
Pendant longtemps, les astronomes n’arrivaient pas à localiser la totalité de la matière baryonique prévue par le modèle cosmologique. C’est le problème des baryons manquants. Des observations récentes ont montré qu’une grande partie se trouve sous forme de gaz chaud et diffus dans les filaments cosmiques reliant les amas de galaxies — trop ténu et trop chaud pour être facilement détectable, mais bien présent.
Le saviez-vous ?
Votre corps est composé de matière baryonique. Les atomes qui vous constituent — carbone, oxygène, hydrogène, azote — ont tous été forgés dans des étoiles disparues il y a des milliards d’années. La matière baryonique est à la fois la plus familière et la plus rare des composantes de l’univers.
Questions fréquentes
La matière baryonique inclut-elle les électrons ?
Les électrons ne sont pas des baryons (ce sont des leptons), mais ils sont inclus dans le concept de matière ordinaire ou matière baryonique au sens large. Leur masse est négligeable devant celle des protons et neutrons, mais ils sont essentiels à la structure des atomes.
Quelle est la différence entre matière baryonique et matière noire ?
La matière baryonique est composée de protons et neutrons, interagit avec la lumière et est détectable. La matière noire n’interagit pas avec la lumière, sa nature est inconnue, et elle ne peut être détectée que par ses effets gravitationnels.
Pourquoi la matière baryonique est-elle si rare dans l’univers ?
Selon le modèle cosmologique standard, la nucléosynthèse primordiale a produit une légère asymétrie entre matière et antimatière. La matière a légèrement dominé, donnant naissance à toute la matière baryonique actuelle. Le reste de l’univers est dominé par la matière noire et l’énergie noire, dont les natures restent mystérieuses.