La matiere baryonique est le nom scientifique de la matiere ordinaire : tout ce qui est compose d’atomes, et donc de protons, neutrons et electrons. C’est la matiere que nous connaissons, celle qui forme les etoiles, les planetes, les oceans, les roches et les etres vivants. Malgre son apparente ubiquite dans notre quotidien, elle ne represente qu’environ 5% du contenu total de l’univers.
Pourquoi ce nom ?
En physique des particules, les baryons sont des particules composees de trois quarks. Les plus connus sont le proton et le neutron, qui constituent les noyaux atomiques. Le terme « matiere baryonique » designe donc par extension toute la matiere composee de ces noyaux, par opposition a la matiere noire (dont la nature est inconnue) et a l’energie noire.
5% de l’univers
L’univers observable contient environ 68% d’energie noire, 27% de matiere noire et seulement 5% de matiere 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 etoiles et les planetes. En d’autres termes, tout ce que nous pouvons voir directement — etoiles, galaxies, nebuleuses — ne represente qu’une fraction infime du contenu de l’univers.
La matiere baryonique manquante
Pendant longtemps, les astronomes n’arrivaient pas a localiser la totalite de la matiere baryonique prevue par le modele cosmologique. C’est le probleme des baryons manquants. Des observations recentes ont montre qu’une grande partie se trouve sous forme de gaz chaud et diffus dans les filaments cosmiques reliant les amas de galaxies — trop tenu et trop chaud pour etre facilement detectable, mais bien present.
Le saviez-vous ?
Votre corps est compose de matiere baryonique. Les atomes qui vous constituent — carbone, oxygene, hydrogene, azote — ont tous ete forges dans des etoiles disparues il y a des milliards d’annees. La matiere baryonique est a la fois la plus familiere et la plus rare des composantes de l’univers.
Questions frequentes
La matiere baryonique inclut-elle les electrons ?
Les electrons ne sont pas des baryons (ce sont des leptons), mais ils sont inclus dans le concept de matiere ordinaire ou matiere baryonique au sens large. Leur masse est negligeable devant celle des protons et neutrons, mais ils sont essentiels a la structure des atomes.
Quelle est la difference entre matiere baryonique et matiere noire ?
La matiere baryonique est composee de protons et neutrons, interagit avec la lumiere et est detectable. La matiere noire n’interagit pas avec la lumiere, sa nature est inconnue, et elle ne peut etre detectee que par ses effets gravitationnels.
Pourquoi la matiere baryonique est-elle si rare dans l’univers ?
Selon le modele cosmologique standard, la nucleosynthese primordiale a produit une legere asymetrie entre matiere et antimatiere. La matiere a legerement domine, donnant naissance a toute la matiere baryonique actuelle. Le reste de l’univers est domine par la matiere noire et l’energie noire, dont les natures restent mysterieuses.