A l'orée du Cosmos

Alain Omont

Description

Dans un monde où les guerres intergalactiques ont fait irruption sur les écrans, on peine à imaginer que la découverte des galaxies remonte à moins d’un siècle. En réalité, ce fut l’une des étapes clés de l’astrophysique dans la première moitié du XXe siècle, aux côtés de la révélation de l’expansion de l’Univers et de la compréhension de la source de l’énergie des étoiles.

La deuxième moitié du siècle a vu la découverte inattendue d’objets fantastiques et d’événements extrêmes dans l’Univers : étoiles à neutrons, trous noirs, radiogalaxies, quasars, explosions d’étoiles… La cosmologie moderne s’est simultanément mise en place avec le modèle du Big Bang, pour aboutir à une détermination étonnamment précise des paramètres de l’Univers.

L’auteur se propose de raconter l’aventure de l’astronomie du XXe siècle et comment elle a changé notre vision du Cosmos. En dressant le bilan actuel de cette entreprise et soulignant les questions fondamentales qui subsistent, il met en perspective les progrès récents à l’aube du nouveau millénaire : accélération de l’expansion de l’Univers et énergie sombre, matière noire, exoplanètes, fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles, pour ne citer que les plus spectaculaires. L’ouvrage offre ainsi une synthèse des connaissances les plus actuelles et de l’état de l’astrophysique, sous une forme concise et accessible, attrayante mais précise, abondamment illustrée de très belles images fournies par les instruments les plus récents.

Alain Omont se trouve au coeur de cette aventure au sein de nombreuses collaborations internationales autour des grands instruments de l’astronomie au sol et dans l’espace. Il a été le premier directeur de l’Observatoire de Grenoble, puis directeur de l’Institut d’Astrophysique de Paris (Sorbonne Université-CNRS) où il est aujourd’hui Directeur de recherche émérite CNRS.

Sujets

• Sciences expérimentales
• Astronomie et astrophysique
• Astronomie
• Astrophysique
• Science
• Big Bang
• Physics
• Astrophysics
• Teoría del Big Bang
• Sciences et techniques
• Physique
• Physical attractiveness

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 09 novembre 2017
• Nombre de lectures: 1
• EAN13: 9782759828548
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Alain Omont
A l'orée du Cosmos
Un siècle de révolution dans l'astronomie
Copyright

© EDP Sciences, Les Ulis, 2017
ISBN papier : 9782759821938 ISBN numérique : 9782759828548
Composition numérique : 2022
http://publications.edpsciences.org/
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Présentation

Dans un monde où les guerres intergalactiques ont fait irruption sur les écrans, on peine à imaginer que la découverte des galaxies remonte à moins d’un siècle. En réalité, ce fut l’une des étapes clés de l’astrophysique dans la première moitié du XX e  siècle, aux côtés de la révélation de l’expansion de l’Univers et de la compréhension de la source de l’énergie des étoiles.
La deuxième moitié du siècle a vu la découverte inattendue d’objets fantastiques et d’événements extrêmes dans l’Univers : étoiles à neutrons, trous noirs, radiogalaxies, quasars, explosions d’étoiles… La cosmologie moderne s’est simultanément mise en place avec le modèle du Big Bang, pour aboutir à une détermination étonnamment précise des paramètres de l’Univers.
L’auteur se propose de raconter l’aventure de l’astronomie du XX e  siècle et comment elle a changé notre vision du Cosmos. En dressant le bilan actuel de cette entreprise et soulignant les questions fondamentales qui subsistent, il met en perspective les progrès récents à l’aube du nouveau millénaire : accélération de l’expansion de l’Univers et énergie sombre, matière noire, exoplanètes, fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles, pour ne citer que les plus spectaculaires. L’ouvrage offre ainsi une synthèse des connaissances les plus actuelles et de l’état de l’astrophysique, sous une forme concise et accessible, attrayante mais précise, abondamment illustrée de très belles images fournies par les instruments les plus récents.
Alain Omont se trouve au coeur de cette aventure au sein de nombreuses collaborations internationales autour des grands instruments de l’astronomie au sol et dans l’espace. Il a été le premier directeur de l’Observatoire de Grenoble, puis directeur de l’Institut d’Astrophysique de Paris (Sorbonne Université-CNRS) où il est aujourd’hui Directeur de recherche émérite CNRS.
Table des matières Avant-propos Remerciements Partie I. Un siècle de révolution dans notre vision de l Univers 1. Vue générale de l astronomie du XX e siècle et de son point de départ 1.1. L astronomie, clé de notre vision du monde 1.2. Repères sur l astronomie de 1900 et ses lacunes 2. Révolutions scientifique et technique, moteurs de l astronomie du XX e siècle 2.1. Révolutions de la physique, clés de l astrophysique 2.2. Un siècle de révolutions technologiques pour l astronomie : des télescopes de plus en plus géants et performants 2.3. S affranchir des perturbations de l atmosphère terrestre 2.4. Exploiter tous les domaines spectraux de la radio aux rayons X et 2.5. Visiter les planètes 2.6. Pas de pause dans le progrès des techniques de détection et d exploitation des signaux Partie II. Compréhension des étoiles 3. Fonctionnement général des étoiles 3.1. Compréhension approfondie des étoiles 3.2. Mystère résolu de l origine de l énergie du Soleil et des étoiles 3.3. La vie des étoiles 3.4. Nos atomes sont nés dans les étoiles 3.5. Les étoiles sont mortelles 4. Complexités de la naissance et de la physique des étoiles 4.1. Scénario général de la formation des étoiles 4.2. Jeunes étoiles infrarouges : naissance dans des cocons poussiéreux 4.3. Contraction gravitationnelle, accrétion et disques 4.4. Universalité des couples stellaires. Richesse de leur fin de vie 4.5. Naines brunes, des milliards d étoiles avortées 4.6. Les étoiles sont toujours aux avant-postes de l astronomie actuelle 4.7. Étoiles et écologie des planètes et des galaxies Partie III. Le nouveau monde des galaxies 5. Révélation des galaxies 5.1. La reconnaissance de la nature des galaxies ne date que du XX e siècle 5.2. Premiers pas dans le monde des galaxies proches 5.3. Architecture et contenu stellaire des galaxies 6. Notre Galaxie et son milieu interstellaire 6.1. L exploration de notre Galaxie, la Voie lactée 6.2. Une galaxie très ordinaire 6.3. Organisation actuelle des étoiles résultant de l histoire galactique 6.4. Le gaz interstellaire, un acteur essentiel de l évolution des galaxies 6.5. Autres acteurs du milieu interstellaire 6.6. Les composantes exotiques de la Voie lactée 7. Des galaxies par centaines de milliards 7.1. Des galaxies à tous les âges de leur vie 7.2. La vie de famille turbulente des galaxies 7.3. Vers la compréhension de la formation et de l évolution des galaxies Partie IV. La cosmologie, science de la globalité de l Univers 8. Naissance de la cosmologie 8.1. L Univers des galaxies est en expansion 8.2. La saga de la confirmation du Big Bang 8.3. La toute première phase de l histoire de l Univers : physique incertaine (figure 8.3) 8.4. Une deuxième phase (« modèle standard du Big Bang » 24 ) bien comprise (figure 8.3) Partie V. Astres singuliers et cataclysmes dans des conditions physiques extrêmes Un nouveau monde sous le signe de la violence et des singularités 10. Explosions d étoiles et leurs singuliers résidus 10.1. Physique extrême de l implosion/explosion des supernovae 10.2. Étoiles à neutrons, astres hyperdenses résidus des supernovae 10.3. Sursauts gamma, phares encore plus puissants 10.4. Rayons cosmiques, particules messagères de l Univers des hautes énergies 11. Trous noirs et manifestations de leur puissance 11.1. Trous noirs, relativité générale et Cosmos 11.2. Trous noirs stellaires 11.3. Ondes gravitationnelles, propagation des ébranlements de l espace 11.4. Les quasars : nouveaux astres mille fois plus lumineux que les galaxies 11.5. Manifestations des trous noirs super-massifs et leur interprétation 11.6. Intime et orageuse coévolution des galaxies et de leur trou noir 11.7. Le trou noir super-massif de notre Galaxie Partie VI. Planètes proches et lointaines Présentation 12. Début de l exploration directe des planètes 12.1. Les planètes, vedettes de l astronomie jusqu au XIX e siècle 12.2. Un demi-siècle sans révolution pour la planétologie 12.3. L homme est allé sur la Lune ! 12.4. Nous comprenons l origine de la Lune et son importance pour la Terre 12.5. Très riche atlas de photos de tous les corps du Système solaire 12.6. Récapitulatif des expéditions planétaires 12.7. Recherche de la vie dans le Système solaire : où et quand ? 13. Irruption dans le monde rêvé des exoplanètes 13.1. Explosion des découvertes de nouvelles planètes 13.2. La majorité des étoiles possède un système planétaire 13.3. Variété surprenante des exoplanètes 13.4. La recherche des planètes semblables à la Terre Conclusion 14. Un nouveau Cosmos, quels augures pour le XXI e siècle ? 14.1. Un nouveau Cosmos 14.2. Augures pour l astronomie du XXI e siècle ? Glossaire Sigles et missions spatiales Bibliographie
Avant-propos

L astronomie est l une des sciences dont les progrès ont été les plus rapides au cours des dernières décennies en accumulant les découvertes majeures les unes après les autres. Tous les publics lui manifestent de l intérêt souvent passionné. Ce livre se propose de dresser un bilan succinct des grands chantiers de l astronomie du siècle dernier et de leurs prolongements actuels, en espérant faire partager l émerveillement de la découverte de notre Univers telle que les astrophysiciens la vivent. L objectif est ainsi de plonger le lecteur au plus profond du Cosmos et de lui faire apprécier les enjeux de cette exploration et la modification qu elle apporte à notre vision du monde.
L astronomie s est vue beaucoup plus bouleversée au cours du dernier siècle que durant les deux siècles précédents où elle avait simplement poursuivi ses progrès parmi les autres sciences, après avoir été le fer de lance de la première révolution scientifique aux XVI e et XVII e siècles avec Copernic, Galilée et Newton. Il est frappant de réaliser combien la vision de nos ancêtres était myope il y a seulement un siècle. En comparaison notre Univers se révèle incomparablement plus riche après l enchaînement d une série ininterrompue de découvertes fondamentales. En cent ans, l Univers connu a gagné un énorme facteur dans sa dimension, une structure en briques fondamentales (les galaxies), une histoire (de 14 milliards d années, à peine plus longue que celle du Soleil, de la Terre et de la synthèse de nos atomes), une variété exubérante d astres dont certains comme les exoplanètes et les trous noirs nous interpellent particulièrement, et une riche physique dans chacun de ses constituants. Pourtant nous restons sidérés devant sa surprenante unité. Aussi loin que nous plongions le regard de nos télescopes, aux confins de l Univers qu ils peuvent maintenant atteindre, dans des centaines de milliards de galaxies, nous trouvons exactement la même physique, les mêmes atomes, pratiquement les mêmes classes d étoiles, le même type de galaxies que notre Voie lactée et ses voisines. Mais si nous avons réponse à la plupart des questions fondamentales que se posaient nos ancêtres sur la nature, la physique, l histoire des divers astres et même si nous avons découvert de nouveaux types d objets complètement insoupçonnés et extrêmes dans leurs propriétés, notre Univers se retrouve toujours aussi riche en questions fondamentales sur sa physique, ses constituants de base et même sa nature, ainsi que sur la place qu y occupe la vie.
Toutes ces avancées sont le produit direct de la formidable accélération du progrès des connaissances et des techniques au XX e siècle.