Les trous noirs et les mystères de la matière sombre. Les forces extrêmes de la gravité, formation e

Résumé : Einstein ne pouvait en admettre l'existence, pourtant les astrophysiciens, aidés par les puissants télescopes, les ont depuis lors observés partout, nichés au coeur des galaxies. La nature, dit-on, a horreur du vide : d'où le mystère posé par les fameux " trous noirs " qui mitent la matière interstellaire. Depuis trente ans, cette question déchire la communauté mondiale des astrophysiciens, plus exactement depuis que Stephen Hawking soutient en 1976 que tout ce qui tombe dans un trou noir - une planète, une étoile, un rayon de lumière - est dévoré et irrémédiablement perdu. Leonard Susskind mène alors la contre-offensive, démontrant que la position de Hawking est contradictoire avec le fondement théorique de la physique : la loi de " conservation de l'information ". Voici l'histoire de cette guerre de tranchées théoriques.

Le boson ? C'est l'ultime particule élémentaire prédite par la théorie de l'infiniment petit, qui manquait encore et dont la découverte, grâce au grand collisionneur de hadrons du CERN, a été annoncée au monde entier le 4 juillet 2012. Postulée en 1964 par Robert Brout, François Englert et Peter Higgs, elle explique que le photon - particule qui transmet la force électromagnétique - n'a pas de masse, à l'encontre de celles véhiculant la force faible. Une telle dissymétrie était a priori incompatible avec la symétrie fondamentale, dite «de jauge», sur laquelle est fondé le modèle standard de la physique des particules. Le chapeau mexicain ? C'est le mécanisme grâce auquel le boson rend compte, en préservant les acquis du modèle standard, de l'origine des masses des particules élémentaires. Le boson et le chapeau mexicain se placent à la croisée - retracée par les deux auteurs en dialogue avec François Englert - des chemins de l'évolution des théories de l'astrophysique contemporaine et, sur près de trente années, d'une véritable aventure scientifique, technologique et humaine menée par le CERN, dont Michel Spiro fut le président du Conseil. Mais la particule observée a-t-elle les propriétés définies par le modèle standard, ou en possède-t-elle d'autres, prédites par des théories concurrentes des composants élémentaires de la matière ? Faudra-t-il bientôt écrire encore un nouveau grand récit de l'univers ?

Quelle sera la grande aventure de la physique au XXIe siècle ? Plus que jamais les théoriciens sont en quête de la théorie de l'unification de toutes les dimensions de l'Univers, la théorie du tout . Pour les suivre, il faut revenir à la réalité même de notre monde et à ses concepts les plus fondamentaux, tels l'espace, le temps ou le vide. Ces notions n'ont cessé, par le passé, d'exciter imagination, créativité et curiosité des plus grands scientifiques - Newton, Maxwell, Mach, Schrödinger, Dirac, Einstein, Bohr... Sur les traces de ces penseurs de l'étrange Cosmos qui est le nôtre, Brian Greene dessine la nouvelle réalité du monde telle que la bâtit la physique la plus contemporaine. Nous voici invités à mieux comprendre comment, sinon pourquoi, les choses sont ce qu'elles sont . . . Brian Greene est l'un des spécialistes mondiaux de la théorie des cordes. Il enseigne la physique théorique à l'université de Columbia, à New-York.

L'astronomie est l'un des domaines où les ouvrages de vulgarisation sont les plus nombreux. Pourtant « la Mélodie secrète » est unique. Car l'auteur arrive à concilier deux choses à priori antinomiques : l'accessibilité de l'ouvrage et l'étendue des sujets traités. Des constituants fondamentaux de la matière à la structure à grande échelle de l'univers, des principes de base de la relativité générale aux preuves du Big Bang, toutes les questions de la cosmologie contemporaine sont abordées de façon claire et avec de nombreux recours à des analogies qui facilitent la compréhension. Mais l'intérêt de cet ouvrage ne se résume pas à une synthèse de nos connaissances sur l'univers et son évolution. L'un des points les plus importants pour un non spécialiste, c'est que l'auteur aborde de front certaines questions qui sont encore parfois « taboues » dans le monde de la science : l'univers a-t-il un sens, a-t-il été réglé pour que nous apparaissions ?... Depuis la Renaissance, le « fantôme de Copernic » n'a cessé de nous hanter. Non seulement l'homme n'occupe pas une place centrale dans l'univers, mais le soleil n'est lui-même qu'une étoile banale, située dans une galaxie banale. La cosmologie rétablit l'existence d'un lien entre l'homme et l'univers. Elle montre comment l'apparition de la complexité est inscrite au coeur des lois fondamentales de l'univers. Si la réponse reste un choix personnel, la question du sens (ou de Dieu ou du Grand Architecte) se retrouve au coeur même de la science contemporaine moins de dix ans après que des auteurs comme Jacques Monod aient affirmé que la question même de la finalité était interdite dans ce domaine. De même que Prigogine nous montre que nous sommes passés par trois stades, celui du déterminisme strict, celui du chaos puis celui d'un cadre plus subtil que l'on peut retrouver derrière le chaos, Trinh Xuan Thuan nous amène du monde « magique » où Dieu est présent partout à la « solitude effrayante des espaces infinis » d'où tout principe créateur est absent, puis dans un univers où il redevient possible que notre propre existence ait un sens. Ce parcours illustre à sa façon l'un des apports principaux que la science contemporaine offre à l'homme d'action : la dialectique qui existe dans la nature entre ordre et désordre, déterminisme et liberté. Oui, notre existence semble inscrite dans les lois de l'univers, mais les hasards de l'évolution auraient pu nous faire apparaître plus tôt, plus tard, ailleurs et sous une forme différente... L'autre message de cet ouvrage, c'est l'importance pour toute organisation de se pencher sur son passé, d'intégrer sa mémoire dans son présent. En nous montrant par un fabuleux recul de 15 milliards d'années comment nous sommes « les enfants des étoiles ». Trinh Xuan Thuan donne à notre existence une toute autre dimension que celle d'un mammifère bipède luttant pour quérir sa pitance. Cela nous donne un souffle nouveau pour affronter les défis auxquels nous sommes confrontés. Une entreprise aussi se doit d'intégrer cette dimension d'histoire et de mémoire pour donner à son activité un sens qui aille au-delà de l'horizon à court terme du résultat annuel.