De quoi est fait notre Univers ? Grâce aux énormes progrès de la cosmologie moderne, nous savons exactement que la matière ordinaire ne représente que 5% du total, et que 70% sont de l'énergie noire. Quant à la matière, la majeure partie (83%) est de nature mystérieuse faite de particules exotiques dont la masse reste inconnue. Ces particules ont échappé à toute détection aussi bien astrophysique que dans les accélérateurs de particules. Elles ne se manifestent que par leur gravité. Il n'est donc pas aisé pour les astrophysiciens de former les galaxies ! Le modèle cosmologique le plus employé aujourd'hui est celui de la matière noire froide (CDM) qui représente le mieux la formation des grandes structures de l'Univers. Pourtant il subsiste de nombreux problèmes pour expliquer la formation des galaxies, telles qu'on les observe aujourd'hui. Toutes les solutions possibles seront discutées, en termes de nature de la matière noire, ou de gravité modifiée.

Françoise Combes est professeure au Collège de France, sur la chaire « Galaxies et cosmologie ». Elle est astrophysicienne à l'Observatoire de Paris et membre de l'Académie des sciences. Ses principaux domaines de recherche sont la formation et l'évolution des galaxies, leur dynamique et leur co-évolution avec les trous noirs supermassifs, le milieu interstellaire des galaxies et les modèles de matière noire.

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