Galaxies et cosmologie

De nombreuses observations confirment la théorie du "Big Bang" , selon laquelle l'Univers a commencé dans un état extrêmement chaud et concentré. L'étude du fond cosmologique micro-onde, le plus ancien rayonnement électromagnétique que nous connaissions, a permis de mettre en évidence que l'Univers a connu d'infimes fluctuations de densité 380 000 ans après le Big Bang. Ce sont ces fluctuations qui ont donné naissance aux galaxies. Aujourd'hui, nous savons avec certitude que l'Univers est en expansion. Les galaxies s'éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance : c'est la loi de Hubble-Lemaître. Mais l'expansion s'accélère. En cause : une mystérieuse énergie noire. Pour l'expliquer - et donc unifier relativité générale et physique quantique -, certaines hypothèses postulent que notre Univers ne serait qu'un parmi d'autres multivers. Un surprenant voyage dans l'espace, et donc... dans le temps !

Résumé : La cosmologie a pour but de décrire l'Univers et d'en retracer l'histoire. Jusqu'au début du XXe siècle, l'Univers observable se limitait à notre voisinage immédiat : les planètes et leurs mouvements erratiques, les étoiles, la bande blanche de la Voie lactée, et les "nébuleuses", zones lumineuses étendues. On avait déjà compris un certain nombre de choses essentielles : que la Terre était ronde, dès -500 avant Jésus-Christ ; qu'elle tournait autour du Soleil, avec Copernic ; que tous les mouvements des corps étaient dus à la gravitation, grâce à Newton. Mais il était difficile d'aller plus loin tant que l'on ignorait comment déterminer les distances de tous ces objets. C'est à une femme, Henrietta Leavitt, que l'on doit en 1909 la découverte que certaines étoiles variables peuvent servir d'indicateurs de distance. Et là, surprise : certains objets sont bien trop lointains pour appartenir à notre Voie lactée. L'Univers devenait immense, et notre galaxie une parmi tant d'autres. L'histoire n'a ensuite cessé de s'accélérer, et les découvertes de se succéder, autant de pièces d'un puzzle que l'on assemble dans des modèles en concurrence, autant de réponses qui appellent de nouvelles questions.

Résumé : Depuis les travaux d'Einstein sur la relativité générale au début du XX e siècle, nous savons que l'espace est en expansion ou en contraction. L'observation montre que les galaxies s'éloignent toutes les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance : c'est la loi d'expansion de Hubble. Comme d'autres, cette observation n'a fait que confirmer la théorie du " Big Bang ", selon laquelle l'Univers a commencé dans un état extrêmement chaud et concentré : la nucléosynthèse primordiale. Grâce à la détection du fond cosmique, on a pu repérer que cet état, composé d'éléments légers comme l'hélium ou le deutérium, a connu d'infimes fluctuations de densité 400 000 ans après le Big Bang. Ce sont ces fluctuations qui ont donné naissance aux galaxies. Depuis 1998, nous savons que l'expansion de l'Univers s'accélère, à cause d'une mystérieuse énergie noire. Un surprenant voyage dans l'espace, et donc... dans le temps !

Résumé : Si ces dernières années de nombreuses découvertes ont permis de mieux connaître notre Univers, 95 % de son contenu, constitué de matière et d'énergie noires, nous est encore aujourd'hui totalement inconnu. Quelle est la nature de cette matière noire, de ces particules exotiques, sans lesquelles ne pourraient se former les galaxies ? L ouvrage, rédigé par Françoise Combes ? astrophysicienne dont les travaux de recherche dans ce domaine sont unanimement reconnus ? fait le point sur l'état actuel des connaissances, les découvertes les plus récentes et les prochains défis à relever. Une référence pour tous les passionnés de cosmologie !