Gravitation. Dépasser Einstein, du Big Bang aux trous noirs

Résumé : Pourquoi et comment les théories d'Einstein ont-elles révolutionné nos conceptions de l'espace, du temps et de la matière ? Installez-vous confortablement dans un transat, puis laissez Marc Lachièze-Rey vous guider sur le chemin menant de la relativité aux modèles de Big Bang et aux trous noirs. Découvrez les mystères de la courbure de l'espace-temps. Voyez quels succès impressionnants la physique et la cosmologie relativistes ont déjà remportés et quels problèmes elles posent encore aux chercheurs. Au moment de quitter votre transat, la relativité vous sera devenue étonnamment familière...

Résumé : En publiant en 1905 puis en 1915 ses deux théories de la relativité, restreinte et générale, Albert Einstein a révolutionné notre compréhension du monde. Dans ce livre fondateur, il les met à la portée du non-spécialiste dans toutes leurs dimensions, scientifiques et philosophiques. Cette édition anniversaire est présentée par le physicien Marc Lachièze-Rey. Une postface de Nicolas Chevassus-au-Louis retrace l'histoire de la première édition de l'ouvrage et son impact sur la société de l'époque.

Quel est l'âge de l'Univers ? Une question dont on croit connaître la réponse : 13, 7 milliards d'années. A tort... car s'arrêter là serait se priver de l'essentiel. D'abord, ce livre raconte comment on est arrivé à ce chiffre précis, et l'histoire de cette quête, où l'on retrouve Einstein, Hubble, Alexander Friedmann ou Georges Lemaître, se révèle passionnante. Ensuite, parce que l'âge de l'Univers s'exprime en temps cosmique, or, celui-ci ne s'écoule pas comme le temps usuel. Ni sa définition, ni son estimation ne va de soi. Une des difficulté est d'estimer l'âge d'un système composé de plusieurs éléments. Il en va de même que pour le corps, par exemple humain. Nombre de nos cellules se renouvellent périodiquement et leurs âges sont bien inférieurs à notre âge biologique. Et nos cellules sont elles-mêmes constituées d'atomes qui, pour la plupart, ont été fabriqués par des réactions nucléaires au coeur d'étoiles anciennes, il y a des milliards d'années ! En réalité - et c'est rarement dit - le chiffre de 13, 7 milliards n'est qu'une estimation obtenue à partir de quelques hypothèses. D'autres hypothèses donnent des âges différents à notre Univers... Enfin, et surtout, parler de l'âge de l'Univers c'est repenser le temps, comme le rappelle Etienne Klein dans sa postface. Bref, en apparence anodine, l'âge de l'Univers est une question vertigineuse. Alors attachez votre ceinture cosmique.

Selon la conception des astrophysiciens, l'univers est le résultat d'une longue évolution. Depuis son origine - le big-bang -, dans des conditions extrêmes de température, de densité, de pression, il est le siège d'une expansion qui entraîne les galaxies, les quasars et tous les astres du cosmos. Les cosmologistes s'interrogent sur les causes et les caractéristiques de cette expansion, mais aussi sur la manière dont sont apparues les galaxies, les étoiles, les planètes et finalement toute la matière qui nous environne. Ils ont compris que l'origine de toutes les structures, aussi bien les immenses galaxies que les atomes dont nous sommes constitués, devait être recherchée dans les premières phases de l'évolution de l'univers. Ils en sont arrivés, pour comprendre la physique surprenante de ces premiers instants, à incorporer les résultats les plus récents de la physique des particules à la cosmologie, prédisant des épisodes stupéfiants dans l'histoire de l'univers, dont la richesse conceptuelle n'est pas encore épuisée. L'ouvrage de Marc Lachièze-Rey présente le modèle de big-bang, c'est-à-dire l'évolution et les caractéristiques de l'univers, tel que les cosmologistes le conçoivent aujourd'hui, y compris les plus récentes améliorations amenées par la physique des particules. Marc Lachièze-Rey, chargé de recherches au CNRS, travaille au Centre d'études nucléaires de Saclay. Astronome et astrophysicien, il s'intéresse à la cosmologie, et plus particulièrement à la répartition et à la formation des galaxies.