Matière noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.
Galaxievignette|redresse=1.5|M51, la Galaxie du Tourbillon, un exemple typique de galaxie spirale. Une galaxie est une structure cosmique formée par le rassemblement d'étoiles et de leurs planètes éventuelles, de gaz, de poussière interstellaire, peut-être essentiellement de matière noire, et contenant souvent un trou noir supermassif en son centre. Les galaxies peuvent elles-mêmes se rassembler en groupes de galaxies, eux-mêmes pouvant se structurer en amas et superamas de galaxies.
Halo de matière noirevignette|Halo de matière noire créé par une simulation cosmologique à N corps. Un halo de matière noire est un composant hypothétique d'une galaxie qui enveloppe le disque galactique et s'étend bien au-delà des limites visibles de la galaxie. La masse du halo est la portion dominante de la masse totale de la galaxie. Étant donné qu'ils sont constitués de matière noire, les halos ne peuvent pas être observés directement, mais leur existence est déduite de leurs effets sur le mouvement des étoiles et du gaz dans les galaxies.
Galaxy groups and clustersGalaxy groups and clusters are the largest known gravitationally bound objects to have arisen thus far in the process of cosmic structure formation. They form the densest part of the large-scale structure of the Universe. In models for the gravitational formation of structure with cold dark matter, the smallest structures collapse first and eventually build the largest structures, clusters of galaxies. Clusters are then formed relatively recently between 10 billion years ago and now.
Alternatives to general relativityAlternatives to general relativity are physical theories that attempt to describe the phenomenon of gravitation in competition with Einstein's theory of general relativity. There have been many different attempts at constructing an ideal theory of gravity. These attempts can be split into four broad categories based on their scope. In this article, straightforward alternatives to general relativity are discussed, which do not involve quantum mechanics or force unification.
Lentille gravitationnelle faibleUne lentille gravitationnelle faible (weak gravitational lensing en anglais) est une lentille gravitationnelle dont les effets sont limités par rapport aux lentilles gravitationnelles fortes. Plus fréquentes que ces dernières, les lentilles gravitationnelles faibles sont beaucoup plus difficiles à observer. Comme tout type de lentille gravitationnelle, les lentilles gravitationnelles faibles peuvent être produites par divers corps célestes plus ou moins massifs. Selon le ou les corps impliqués, les effets de lentille varieront.
Amas globulaireEn astronomie, un amas globulaire est un amas stellaire très dense, contenant typiquement une centaine de milliers d'étoiles distribuées dans une sphère dont la taille varie d'une vingtaine à quelques centaines d'années-lumière. Leur densité est ainsi nettement plus élevée que celle des amas ouverts. Les étoiles de ces amas sont généralement des géantes rouges. On compte globulaires dans notre galaxie, la Voie lactée. Mais il en existe sans doute d'autres, qui restent indétectables parce que masqués par le disque galactique.
Amas ouvertEn astronomie, un amas ouvert est un amas stellaire groupant environ de 100 à étoiles de même âge liées entre elles par la gravitation, et dont le diamètre varie de 1,5 à 15 pc, avec une moyenne de 4 à 5 pc. Les amas ouverts sont peu lumineux et s’observent essentiellement dans notre Galaxie, où ils se situent dans le plan galactique, et dans les galaxies proches : les deux Nuages de Magellan et la galaxie d’Andromède. On pense qu'ils se forment au sein des nuages moléculaires, les grands nuages de gaz et de poussières qui constituent les nébuleuses diffuses.
Amas stellaireUn amas stellaire est une concentration locale d'étoiles d'origine commune et liées entre elles par la gravitation, dans un espace dont les dimensions peuvent atteindre 200 pc. Ces objets sont classés en plusieurs familles selon leur aspect ; ce sont, par compacité croissante : les associations stellaires, les amas ouverts et les amas globulaires. Les amas stellaires se maintiennent par l'attraction gravitationnelle mutuelle de leurs membres.
Amas de galaxiesUn amas de galaxies, ou amas galactique, est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En dessous de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre groupe et amas n'est pas clairement définie. Ces amas se caractérisent par leur forme spécifique (sphérique, symétrique ou quelconque), ainsi que par la répartition et leurs nombres de galaxies (jusqu'à plusieurs milliers). Ils se sont formés il y a 10 milliards d'années et plus.
Énergie noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données obtenues par le satellite Planck. L'énergie noire en serait la composante principale. En cosmologie, lénergie noire ou énergie sombre (dark energy) est une forme d'énergie hypothétique remplissant uniformément tout l'Univers et dotée d'une pression négative, elle se comporte comme une force gravitationnelle répulsive.
Matière noire froideEn cosmologie, la matière noire froide (ou CDM, de l'anglais Cold dark matter) est une forme de matière hypothétique (une sorte de matière noire) dont les particules se déplacent lentement par rapport à la vitesse de la lumière (d'où le qualificatif de froide) qui interagit faiblement avec la matière ordinaire et le rayonnement électromagnétique (noire). On pense qu'environ 84,54 % de la matière qui compose l'univers est de la matière noire, la matière baryonique (qui compose les étoiles, les planètes et les êtres vivants) n'étant qu'une fraction du reste.
Cosmologie non standardUne cosmologie non standard est un modèle cosmologique physique de l'Univers qui a été, ou est toujours, proposé comme alternative au modèle standard de la cosmologie actuellement en vigueur. Le terme non standard s’applique à toute théorie non conforme au consensus scientifique. Comme le terme dépend du consensus en vigueur, sa signification change avec le temps. Par exemple, la matière noire tiède n'aurait pas été considérée comme non standard en 1990, mais l'est en 2010.
Galaxie spiraleright|thumb|250px|Galaxie spirale NGC 4414 telle que vue par le télescope spatial Hubble. Une galaxie spirale est un type de galaxie contenant jusqu'à plusieurs centaines de milliards d'étoiles et qui adopte la forme aplatie d'un disque, avec un renflement central sphérique lumineux appelé le bulbe. Les galaxies spirales contiennent également, et de façon variable, des quantités importantes de gaz et de poussières. Autour du disque, il existe également un halo moins dense et plus discret, aux étoiles fréquemment regroupées en amas globulaires.
Amas de la ViergeL'amas de la Vierge est un grand amas de galaxies situé à une distance de . Il fut découvert par Charles Messier en 1781, qui cartographia un grand nombre de ses galaxies les plus importantes, notamment la galaxie géante M87. Cet amas est au centre du superamas de la Vierge, dont fait partie le Groupe local et a fortiori la Voie lactée. Il est situé dans la constellation de la Vierge et son diamètre angulaire est d'environ 8 degrés. Il comporte approximativement entre et , dont beaucoup sont visibles avec un petit télescope.
Formation et évolution des galaxiesL'étude de la formation et de l'évolution des galaxies s'intéresse aux processus ayant abouti à la formation d'un univers hétérogène à partir d'une prémisse homogène, à la formation des premières galaxies (processus appelé galactogenèse), à la façon dont les galaxies changent avec le temps, et aux processus qui ont conduit à la grande variété des structures observées parmi les galaxies proches. C'est l'un des domaines de recherche les plus actifs en astrophysique.
Galaxie naineUne galaxie naine est une petite galaxie composée de 100 millions à quelques milliards d'étoiles, un nombre relativement faible par rapport aux 200 à 400 milliards d'étoiles estimés de la Voie lactée. Ces galaxies gravitent souvent autour de galaxies plus importantes comme la Voie lactée, la galaxie d'Andromède ou la galaxie du Triangle. La Voie lactée possède plus d'une trentaine de galaxies naines connues qui gravitent autour d'elle. La plus grande d'entre elles est le Grand Nuage de Magellan, d'un diamètre d'environ 15000 années-lumière.
Courbe de rotation des galaxiesLa courbe de rotation d'une galaxie peut être représentée par un graphe qui pointe la vitesse orbitale des étoiles ou du gaz dans la galaxie sur l'axe des Y en fonction de leur distance depuis le centre de la galaxie sur l'axe des X. Une règle (ou loi) générale de rotation des disques de particules en rotation peut s'énoncer ainsi : les galaxies dont la distribution des masses est uniforme ont des courbes de rotation croissante du centre vers les bords.
MasseEn physique, la masse est une grandeur physique positive intrinsèque d'un corps. On pensait traditionnellement qu'elle était liée à la quantité de matière contenue dans un corps physique, jusqu'à la découverte de l'atome et de la physique des particules. Il a été constaté que différents atomes et différentes particules élémentaires, ayant théoriquement la même quantité de matière, ont néanmoins des masses différentes. En physique newtonienne, c'est une grandeur extensive, c'est-à-dire que la masse d'un corps formé de parties est la somme des masses de ces parties.
Matière noire chaudeLa matière noire chaude (HDM pour hot dark matter) est une forme hypothétique de matière noire qui consiste en particules se déplaçant à une vitesse très proche de celle de la lumière. Le meilleur candidat à cette identité est le neutrino. Les neutrinos ont des masses infinitésimales et ne participent pas à deux des quatre forces fondamentales, l'interaction électromagnétique et l'interaction forte. En revanche, ils participent effectivement à l'interaction faible et à la gravité, mais du fait de l'intensité très faible de ces forces, ils sont difficiles à détecter.
