Voyager dans le temps. La physique moderne et la temporalité

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.

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 : Dès l'aube de l'humanité, chaque culture s'est forgée une conception du ciel, en a dessiné des images. Le long chemin qui a conduit du cercle, figuration de la perfection divine chez les Grecs, à l'écume des bébés-univers jaillie de l'inflation chaotique est pavé des principes de symétrie et d'harmonie qui ont guidé les cartographes du ciel. Au-delà de leur importance physique et métaphysique, ces représentations de l'Univers ont toujours inspiré une puissante émotion esthétique, que la qualité et les dimensions du Livre permettent de dégager pour le plus grand plaisir des lecteurs. Cet ouvrage explore le foisonnement de l'iconographie céleste mais aussi les écrits les plus variés. La diversité des conceptions et des représentations illustre la richesse des civilisations et des modes de pensée, et permet de retracer les cheminements historiques souvent entremêlés des sciences, des arts, des religions et des philosophies. Choisies pour leur double rôle illustratif et démonstratif, les très nombreuses images proviennent de plusieurs sources : manuscrits, estampes, imprimés conservés pour la plupart à la Bibliothèque nationale de France ; clichés astronomiques récents ; visualisations de diverses structures cosmiques au moyen de simulation par ordinateur ; schémas et diagrammes. Pour illustrer les diverses facettes du progrès des connaissances, les auteurs, deux astrophysiciens, confrontent l'iconographie antique, médiévale ou postérieure, et les images offertes par la science contemporaine. La maquette du Livre, très originale, adapte la forme au discours : dépliants, pliages asymétriques, permettent confrontations et juxtapositions, lectures multiples. Ainsi apparaissent de manière subtile une continuité des réflexions théoriques, une omniprésence de certains thèmes, le retour parfois inattendu des même approches. L'ouvrage s'articule autour de quatre grands thèmes : l'Harmonie du monde présente et analyse les divers systèmes du monde ; l'Uranométrie est axée sur les procédés de mesure et de représentation du ciel ; l'Heptaméron expose de manière comparée les récits de la Création ; enfin, les Habitants du ciel traitent des rapports de l'homme et du ciel sous leurs aspects religieux, mythiques ou scientifiques.

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.