Le Big Bang. Edition 2019

Pionnière du domaine, Françoise Combes est spécialiste de la dynamique des galaxies : mêlant observation et simulation numérique, elle cherche à comprendre la relation entre la forme des galaxies et leur histoire, et à décoder les différentes étapes de leur croissance. La physique des trous noirs est pour cela indispensable : les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies y jouent un rôle majeur. Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Avec quelles conséquences sur la formation des étoiles au sein de la galaxie correspondante ? Que peut nous apprendre l'observation des quasars, ces galaxies dont le trou noir supermassif central est extrêmement actif, et qui émet une lumière mille fois plus forte que toutes les étoiles de la galaxie réunies ? Les objets célestes les plus impressionnants de l'Univers sont ici décryptés par une pionnière de l'étude du cosmos.

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 !

Devrons-nous remettre en cause les lois de la gravitation, un des piliers de la physique, pour expliquer la naissance des galaxies? Une galaxie est un ensemble d'une centaine de milliards d'étoiles, cohabitant avec du gaz et de la poussière. L'ensemble des galaxies et la nature de leur rayonnement témoignent de l'expansion de l'Univers. Selon les recherches les plus récentes, les galaxies n'auraient pas toujours eu la même morphologie. En effet, l'Univers au tout début de sa formation, a traversé un âge sombre, sans sources lumineuses, avant que naissent les premières étoiles. C'est à cette époque que de nombreuses petites galaxies se sont formées, les "bébés-galaxies". Dans cet ouvrage, Françoise Combes nous raconte la naissance, l'histoire et l'évolution de ces bébés-galaxies. Un parcours jalonné de paradoxes, car les observations ne sont pas toujours en accord avec les modèles. Plusieurs scénarios sont envisagés pour expliquer ces paradoxes, parmi lesquels un changement des lois de la gravitation.

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 !