Si la matière noire plie la lumière, comment savons-nous que les choses dans le ciel sont là où nous pensons qu'elles sont?

Nous mesurons le mouvement, la position et bien d'autres choses d'un objet dans l'espace en raison de sa lumière et de ce que nous pouvons mesurer avec lui. Mais pour autant que je sache, il est censé y avoir une énorme quantité de matière noire dans l'espace dont nous ne connaissons pas la masse et la taille, et parce qu'elle a une masse, elle a de la gravité et elle peut courber la lumière.

Je sais que la physique peut prendre en compte la gravité des étoiles et des objets énormes dans l'espace, mais comment peuvent-ils être certains de leurs mesures (en particulier la position) s'ils ne savent pas comment cette lumière s'est écartée d'une ligne droite?

La densité locale de matière noire est en fait assez faible, de l'ordre de (voir par exemple Bovy & Tremaine (2012) ). Cela signifie qu'il y a environ - de matière noire par parsec cubique - une quantité incroyablement petite. 1000 parsecs cubiques contiendraient environ une masse solaire de matière noire - et c'est un cube de 10 parsecs de longueur de chaque côté! Maintenant, la distribution de la matière noire dans les galaxies n'est pas homogène - elle suit, grosso modo, un profil Navarro-Frenk-White , diminuant en densité depuis le centre de la galaxie - mais à l'échelle des parsecs (et certainement dans le système solaire$\rho\sim10^{-19}\text{ g/cm}^3$$0.001$$0.01M_{\odot}$), on peut le considérer comme ayant une densité à peu près uniforme.

À petite échelle, nous avons donc une homogénéité approximative et une faible densité. Cela signifie que tout effet de lentille gravitationnelle de la matière noire devrait être extrêmement faible ou s'annuler automatiquement, résultant uniquement d'inhomogénéités contenant de gros amas de matière noire. Cependant, il est peu probable que de tels amas se forment uniquement par l'interaction de la matière noire avec elle-même (si nous ignorons l' hypothèse MACHO , qui, à ma connaissance, n'est pas actuellement privilégiée).

Aux échelles intergalactiques, cependant, la matière noire peut avoir certains effets. La lentille faible est un phénomène couramment observé dans les amas de galaxies, qui peuvent avoir des fractions extrêmement élevées de matière noire. Il existe plusieurs techniques actuellement utilisées pour modéliser la distribution de masse de la galaxie lenticulaire (voir la méthode KSB + ) et pour reconstruire l'image et la position de la galaxie originale via déconvolution (voir Chantry & Magain ; un exemple visuel est donné ici ). Cependant, je ne suis pas trop familier avec l'une ou l'autre technique, donc je ne peux pas vous donner un bon aperçu.

$\sim10^{10}M_{\odot}$