Résumé
Ce cours détaille les problèmes rencontrés par le modèle standard de matière noire. Un des principaux est que la fraction de baryons détectée dans les galaxies est extrêmement faible, toujours inférieure à 20 % de la fraction de baryons de l’univers (le rapport masse des baryons sur matière totale est de 17 %). Cette fraction de baryons maximise pour les galaxies comme la Voie Lactée, mais devient très faible pour les galaxies naines, et les plus petites doivent même être complètement noires. Comment éjecter les baryons des galaxies ? Pour les plus petites, il pourrait s’agir de la formation d’étoiles, ou même au début des phénomènes liés à la ré-ionisation de l’univers, et pour les plus massives, l’impact des noyaux actifs de galaxies est nécessaire, bien qu’il ne soit pas encore confirmé. Il existe toutefois des petites galaxies naines autour de la Voie lactée, dominées par la matière noire, mais qui ont gardé une fraction de baryons non-négligeable, en contradiction avec les prédictions du modèle standard. D’autres problèmes sont les cuspides des profils radiaux de matière noire, qui même une fois aplanies par les supernovae, reviennent sans cesse, et rendent les profils toujours plus pentus. Un autre est la perte de moment angulaire des baryons par friction dynamique sur la matière noire, et la formation de disques de galaxies trop petits. Certaines solutions sont avancées, comme la matière noire self-collisionnelle, avec section efficace non-nulle de collision élastique, ou la matière noire tiède pour supprimer la multitude de satellites non observés, etc.
