La plus grande énigme de l’astronomie

Maeder Andre

Description

Pourquoi toute la matière de l’Univers ne s’est-elle pas rassemblée en une seule masse ? Telle est la célèbre question posée par le Dr Bentley à Newton en 1692. En 1917, Einstein rencontre également le problème soulevé par Bentley, il invente alors une force répulsive soutenant l’Univers face à la gravitation, mais dès 1930, il rejette cette idée. Coup de tonnerre en 1998 avec la découverte de la présence d’une telle force répulsive. Celle-ci est due à l’énergie noire qui, avec la matière noire, domine l’Univers. Aujourd’hui nous nous trouvons ainsi face à une énigme incroyable : nous ignorons la nature de ces composantes noires qui forment 95 % de notre Univers. Dans ce livre, nous suivons de manière simple et claire l’étonnant chemin qui nous conduit de Newton à Einstein, puis jusqu’aux astrophysiciens contemporains. La composante humaine est bien présente, avec ses coups de génie, ses personnages complexes, ses histoires cocasses et ses découvertes non reconnues. Et par-dessus tout, il y a cette « joie de la pensée » à laquelle Einstein attribuait le succès de ses recherches. Une Histoire qui nous permettra de mieux comprendre le futur, dans l’attente d’une réponse à la question qui persiste : les composantes noires existent-elles ou sont-elles un effet de la gravitation ?

Préface........................................................................................7

1. Une question qui traverse les siècles....................................... 11

2. « The tremendous, ferocious Bentley»..................................... 15

Un parcours ecclésiastique........................................................ 16

Bentley pose des questions pertinentes àNewton......................... 17

Le despotique « Master » de Trinity College................................ 19

3. Isaac Newton, une immense curiosité scientifique.................... 23

Une peste providentielle.......................................................... 23

La richesse des sujets abordés ..................................................26

Les précurseurs et le rôle de son ami Halley................................ 29

La pomme et la Lune obéissent à la mêmeloi.............................. 33

Les Principia et leurs applicationsastronomiques.......................... 36

« The Master of the Mint »........................................................ 39

4. Les réponses de Newton aux questions deBentley.................... 43

La 1re lettre de Newton et la fameuse question............................ 44

La 2e lettre de Newton : découverte de l’instabilité gravitationnelle.... 51

La 3e lettre deNewton.............................................................. 55

Les 4es lettres de Newton et de Bentley...................................... 56

5. La découverte des structures del’Univers................................. 61

Au-delà du Système Solaire....................................................... 61

La nature des nébuleuses..........................................................65

6. Einstein et la recherche des lois profondes de la Nature........... 71

La joie de la pensée!............................................................... 72

Une idée révolutionnaire : l’espace-temps.................................. 75

Le difficile chemin de la découverte........................................... 81

La clé : c’est la courbure de l’espace-temps................................ 85

Une folle course-poursuite........................................................ 87

Le triomphe d’Einstein............................................................. 90

Les approches différentes d’Einstein et deNewton........................ 93

7. Les débuts mouvementés de la cosmologie.............................. 95

Une solution au problème de Bentley : la constantecosmologique... 95

Le rejet par Einstein des modèles de Friedmann.......................... 99

Et le rejet de « l’abominable physique » de Lemaître.....................102

La « découverte officielle » de l’expansion de l’Univers................. 105

Qui a trafiqué la traduction du manuscrit  de Georges Lemaître ? .. 110

L’Univers d’Einstein est instable malgré Lambda........................... 114

Retour aux modèles de Friedmann : base du xxe siècle.................. 118

8. Le triomphe des observations..................................................121

1930-1980 : développement de la cosmologie observationnelle...... 122

La confirmation du Big Bang : le rayonnement de fond cosmologique....... 126

Les fluctuations du CMB : une mine d’ord’informations................. 129

Les BAOs : des ondes acoustiques venues du fond del’Univers....... 133

Les éléments du BigBang......................................................... 135

9. La matière noire.....................................................................137

La matière noire des amas de galaxies entre enscène................... 137

La rotation des galaxies et la matièrenoire................................. 139

Une « preuve » riche en hypothèses ...........................................143

Effets de lentilles gravitationnelles........................................... 145

La matière noire formée par des particules ?............................... 149

Des théories de la gravitation différentes ? MOND?...................... 152

10. L’énergie noire..................................................................... 157

D’incroyables rebondissements.................................................. 157

Les modèles cosmologiques et le James Webb SpaceTelescope....... 160

Les précurseursoubliés............................................................. 163

La nature de l’énergie noire : l’énergie du vide............................ 165

11. Conclusions et perspectives futures...................................... 169

Annexe

L’Univers fini ou infini ?................................................................. 173

Un bord à l’Univers ? Débatsantiques......................................... 173

De la Renaissance à la découverte de l’inflation........................... 178

L’inflation et les Univers multiples, un nouvel infini..................... 180

Crédits des illustrations.................................................................. 185

Sujets

• Astronomie
• Astrophysique
• Physique
• Physical attractiveness
• Albert Einstein
• Science
• Newton
• Physics
• Sciences et techniques

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 05 janvier 2023
• Nombre de lectures: 0
• EAN13: 9782759829224
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

La plus grande
SPOT SPOT énigme André MaederSCIENCES SCIENCES
de l’Astronomie Préface de James Lequeux
De Newton et Einstein
à l’énergie et matière noires
La plus grande énigme André Maeder La plude l’Astronomies grande
Pourquoi toute la matière de l’Univers ne s’est-elle pas rassemblée en une
seule masse ? Telle est la célèbre question posée par le Dr Bentley à Newton en énigme
1692. En 1917, Einstein rencontre également le problème soulevé par Bentley , il
invente alors une force répulsive soutenant l’Univers face à la gravitation, mais
dès 1930, il rejette cette idée. Coup de tonnerre en 1998 avec la découverte de l’Astronomie
de la présence d’une telle force répulsive. Celle-ci est due à l’énergie noire qui,
avec la matière noire, domine l’Univers. Aujourd’hui nous nous trouvons ainsi
De Newton et Einstein face à une énigme incroyable : nous ignorons la nature de ces composantes
noires qui forment 95 % de notre Univers.
à l’énergie et matière noiresDans ce livre, nous suivons de manière simple et claire l’étonnant chemin qui
nous conduit de Newton à Einstein, puis jusqu’aux astrophysiciens
contemporains. La composante humaine est bien présente, avec ses coups de génie,
ses personnages complexes, ses histoires cocasses et ses découvertes non
reconnues. Et par-dessus tout, il y a cette « joie de la pensée » à laquelle
Einstein attribuait le succès de ses recherches. Une Histoire qui nous permettra
de mieux comprendre le futur, dans l’attente d’une réponse à la question qui
persiste : les composantes noires existent-elles ou sont-elles un effet de la
gravitation ?
André Maeder est professeur honoraire d’astrophysique à l’Observatoire de
Genève, dont il fut le directeur. Ses travaux sur la rotation et les vents stellaires
dans l’évolution stellaire sont fondateurs, il a aussi un vif
intérêt pour la cosmologie. Il a présidé plusieurs organismes
suisses et internationaux, il est l’auteur de plus de 500 ISBN :
978-2-7598-2921-7 publications et livres, et également un conférencier
apprécié.
9 782759 829217
Prix : 19 €
www.edpsciences.org
SPOT
9782759825387_SpotSciences_GD_Enigme_Astro.indd 19782759825387_SpotSciences_GD_Enigme_Astro.indd 1 10/10/2022 14:4210/10/2022 14:42
La plus grande énigme de l’Astronomie
André Maeder
De Newton et Einstein à l’énergie et matière noiresLa plus grande
SPOT énigme
SCIENCES
de l’Astronomie
De Newton et Einstein
à l’énergie et matière noires
André Maeder
Pourquoi toute la matière de l’Univers ne s’est-elle pas rassemblée en une
seule masse ? Telle est la célèbre question posée par le Dr Bentley à Newton en
1692. En 1917, Einstein rencontre également le problème soulevé par Bentley, il
invente alors une force répulsive soutenant l’Univers face à la gravitation, mais
dès 1930, il rejette cette idée. Coup de tonnerre en 1998 avec la découverte
de la présence d’une telle force répulsive. Celle-ci est due à l’énergie noire qui,
avec la matière noire, domine l’Univers. Aujourd’hui nous nous trouvons ainsi
face à une énigme incroyable : nous ignorons la nature de ces composantes
noires qui forment 95 % de notre Univers.
Dans ce livre, nous suivons de manière simple et claire l’étonnant chemin qui
nous conduit de Newton à Einstein, puis jusqu’aux astrophysiciens
contemporains. La composante humaine est bien présente, avec ses coups de génie,
ses personnages complexes, ses histoires cocasses et ses découvertes non
reconnues. Et par-dessus tout, il y a cette « joie de la pensée » à laquelle
Einstein attribuait le succès de ses recherches. Une Histoire qui nous
permettra de mieux comprendre le futur, dans l’attente d’une réponse à la question
qui persiste : les composantes noires existent-elles ou sont-elles un effet de
la gravitation ?
André Maeder est professeur honoraire d’astrophysique à l’Observatoire de
Genève, dont il fut le directeur. Ses travaux sur la rotation et les vents stellaires
dans l’évolution stellaire sont fondateurs, il a aussi un vif
intérêt pour la cosmologie. Il a présidé plusieurs organismes
suisses et internationaux, il est l’auteur de plus de 500 ISBN :
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de l’AstronomieLa plus grande énigme
de l’Astronomie
De Newton et Einstein
à l’énergie et matière noires
ANDRÉ MAEDER
17, avenue du Hoggar – P.A. de Courtabœuf
BP 112, 91944 Les Ulis Cedex ASPOT Sciences
Collection destinée à un large public qui invite le lecteur à découvrir à travers
des essais toute une palette des sciences : histoire, origines, découvertes,
théories, jeux…
Dans la collection
« L’odorat des animaux » – Performances et adaptations, Gérard Brand,
978-2-7598-2793-0 (2023)
« L’Univers millefeuille – Le cosmos, la biosphère et la société
s’auto-organisent », M. Galiana-Mingot,
978-2-7598-2749-7 (2022)
« Les “deux nouvelles sciences” de Galilée » – Une lecture moderne, A. De Angelis,
978-2-7598-2667-4 (2022)
« La vie ailleurs : espérances et déceptions », J. Lequeux et T. Encrenaz,
978-2-7598-2641-4 (2022)
« Grandes controverses en astrophysique », S. Collin-Zahn,
978-2-7598-2613-1 (2021)
« Sexualité, génétique et évolution des bactéries », J.-P. Gratia,
978-2-7598-2538-7 (2021)
« La pensée en physique – Diversité et unité », J.-P. Pérez,
978-2-7598-2481-6 (2021)
« L’histoire du cerveau – Voyage à travers le temps et les espèces »,
Y. Gahéry,
978-2-7598-2479-3 (2021)
« Les clés secrètes de l’Univers – Émergence de l’Univers, de la vie
et de l’Homme », M. Galiana-Mingot,
978-2-7598-2534-9 (2021)
Ouvrage publié avec le soutien de la Société de Physique
et d’Histoire Naturelle de Genève
Composition et mise en pages : Flexedo
Imprimé en France
ISBN (papier) : 978-2-7598-2921-7
ISBN (ebook) : 978-2-7598-2922-4
Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés
pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3
de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à
l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d’autre part,
que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute
représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses
ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation
ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon
sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal.
© EDP Sciences, 2023SOMMAIRE
Préface ........................................................................................ 7
1. Une question qui traverse les siècles ....................................... 11
2. « The tremendous, ferocious Bentley » ..................................... 15
Un parcours ecclésiastique ........................................................ 16
Bentley pose des questions pertinentes à Newton......................... 17
Le despotique « Master » de Trinity College ................................ 19
3. Isaac Newton, une immense curiosité scientifque .................... 23
Une peste providentielle .......................................................... 23
La richesse des sujets abordés .................................................. 26
Les précurseurs et le rôle de son ami Halley 29
La pomme et la Lune obéissent à la même loi .............................. 33
Les Principia et leurs applications astronomiques .......................... 36
« The Master of the Mint » ........................................................ 39
4. Les réponses de Newton aux questions de Bentley .................... 43
reLa 1 lettre de Newton et la fameuse question ............................ 44
eLa 2de Newton : découverte de l’instabilité
gravitationnelle ...................................................................... 51
eLa 3 lettre de Newton.............................................................. 55
esLes 4 lettres de Newton et de Bentley ...................................... 56
5. La découverte des structures de l’Univers ................................. 61
Au-delà du Système Solaire ....................................................... 61
La nature des nébuleuses .......................................................... 65
6. Einstein et la recherche des lois profondes de la Nature ........... 71
La joie de la pensée ! ............................................................... 72
Une idée révolutionnaire : l’espace-temps .................................. 75
Le diffcile chemin de la découverte ........................................... 81
La clé : c’est la courbure de l’espace-temps ................................ 85
Une folle course-poursuite ........................................................ 87
Le triomphe d’Einstein ............................................................. 90
Les approches différentes d’Einstein et de Newton ........................ 93
7. Les débuts mouvementés de la cosmologie .............................. 95
Une solution au problème de Bentley : la constante cosmologique ... 95
Le rejet par Einstein des modèles de Friedmann .......................... 99
Et le rejet de « l’abominable physique » de Lemaître ..................... 102
La « découverte offcielle » de l’expansion de l’Univers ................. 105
Qui a trafqué la traduction du manuscrit
de Georges Lemaître ? .............................................................. 110
5SOMMAIRE
L’Univers d’Einstein est instable malgré Lambda ........................... 114
eRetour aux modèles de Friedmann : base du xx siècle .................. 118
8. Le triomphe des observations .................................................. 121
1930-1980 : développement de la cosmologie observationnelle ......