• Une des questions les plus vertigineuses de l'astrophysique !

    Quel est l'âge de l'Univers ? Nous croyons tous connaître la réponse : 13,7 milliards d'années. Mais s'arrêter là serait se priver de l'essentiel. Ce chiffre est le fruit d'une quête passionnante où l'on retrouve Einstein, Hubble, Lemaître..., les subtilités de la physique relativiste et de la cosmologie moderne.

    Définir une notion d'âge pour un système aussi complexe n'a rien d'évident. Prenez le corps humain, son âge biologique n'est pas celui des atomes qui le constituent, dont la plupart ont été fabriqués par des réactions nucléaires au coeur d'étoiles anciennes il y a des milliards d'années ! Pour l'Univers, c'est encore pire. Physiciens et cosmologues ont contourné le problème en fabriquant la notion de temps cosmique. Mais ce n'est pas une grandeur que peuvent indiquer des horloges et reconstituer sa valeur repose sur des hypothèses théoriques.

    C'est pourquoi la question est encore aujourd'hui débattue.

    Enfin vous découvrirez comment on peut aborder l'âge de l'Univers en se passant de la notion de temps, devenue périmée avec la physique moderne.

    Alors attachez votre ceinture cosmique...

  • 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...

  • A la croisée de l'astrophysique et de la physique des particules, la cosmologie offre une connaissance de plus en plus riche de l'Univers et de son origine. Cet ouvrage est volontairement synthétique. A partir de quelques principes de base, il élabore des raisonnements physiques et mathématiques, simples mais rigoureux, qui permettent d'élaborer des modèles d'Univers (infini, fini, courbe...). Cette cinquième édition est une actualisation globale de l'ouvrage, rendue nécessaire car la cosmologie est un domaine où les découvertes et les interprétations sur les processus d'organisation de l'Univers foisonnent.

  • Depuis l'Antiquité, cette entité mystérieuse a suscité interrogations et controverses, sans jamais jouir d'un consensus. Assimilé à l'espace, il a servi de référence pour repérer positions et mouvements. Baptisé éther, il a ensuite joué le rôle de transmetteur de la lumière, de la gravitation ou de l'électromagnétisme... Aujourd'hui, la physique quantique le considère comme un nouvel état de la matière, permettant de rendre compte de l'accélération de l'expansion de l'Univers. La dialectique du vide est féconde : c'est bien souvent l'analyse des paradoxes qu'il suscite qui contribue aux progrès de la physique. Cela reste-t-il vrai pour la physique contemporaine ?

  • A la croisée de l'astrophysique et de la physique des particules, la cosmologie offre une connaissance de plus en plus riche de l'Univers et de son origine.
    Cet ouvrage est volontairement synthétique. A partir de quelques principes de base, il élabore des raisonnements physiques et mathématiques, simples mais rigoureux, qui permettent d'élaborer des modèles d'Univers (infini, fini, courbe...) . Cette cinquième édition est une actualisation globale de l'ouvrage, rendue nécessaire car la cosmologie est un domaine où les découvertes et les interprétations sur les processus d'organisation de l'Univers foisonnent.

  • L'idée de voyage temporel est l'une des plus séduisantes que nous propose la littérature, de science-fiction en particulier. Mais l'examen de ses évocations révèle bien vite contradictions, incohérences, paradoxes. Peut-on tenter, à la lumière des acquis de la science contemporaine, de définir ce que seraient des voyages dans le temps et d'évaluer leur possibilité effective ?
    Cet ouvrage nous initie à certains des travaux actuels les plus subtils de la physique contemporaine sur la temporalité, et nous amène à la lisière de ses hypothèses les plus novatrices, que proposent les théories des cordes, la gravité quantique, ou d'autres approches.
    Au-delà de la seule physique, ces débats concernent ses relations avec d'autres disciplines (biologie, théorie de l'information, philosophie.). Sans oublier les développements historiques, littéraires, cinématographiques. que le thème a suscités.
    C'est finalement la notion même de temps qui se trouve, à l'issue de ce livre exigeant et important, profondément remaniée.

  • Vous voulez enfin comprendre ce que signifie la relativité sans vous prendre la tête? Ce petit livre  vous explique sans chichi comment et pourquoi les théories d'Einstein ont révolutionné non seulement notre conception de l'espace, du temps, de la matière et de la lumière, mais d'une façon plus générale toute notre manière de penser.

             

  • Deux visions distinctes animent la physique contemporaine : la physique quantique et la relativité générale.
    Mais ces deux domaines montrent de profondes divergences, en particulier à propos de leurs conceptions de l'espace et du temps : il semble nécessaire d'élaborer une nouvelle physique, plus unifiée. l'ouvrage présente les diverses pistes explorées aujourd'hui. il décortique non seulement les géométries sur lesquelles elles se fondent, mais surtout leurs partis pris et leurs arguments ; il présente les nouvelles visions de l'univers qu'elles impliquent et les confronte avec les observations cosmologiques ; il fait le point sur leurs possibilités de prédiction à l'heure de la mise en service du lhc.
    Ces approches sont en pleine évolution. les deux principales ; les théories des cordes et la gravité quantique, occupent le devant de la scène, mais d'autres, moins connues du grand public, évoluent, lentement. l'arrivée d'une nouvelle physique commence à se profiler. mais elle ne semble pas pour demain. cette nouvelle édition que nous propose ici marc lachièze-rey est largement modifiée par rapport à la première édition (2003) ; elle se situe à la pointe de l'actualité et au coeur des controverses qui agitent la communauté scientifique.

  • 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.

  • Comment décrire l'espace et le temps ? L'infiniment petit et l'infiniment grand ? Branes, supercordes, cosmologie quantique...
    Où en sont les physiciens ? La physique d'aujourd'hui se fonde à la fois sur la physique quantique et sur la relativité générale. Or, véritables systèmes de pensée, ces deux théories suggèrent deux manières différentes de voir le monde. Et comme deux visions distinctes ne constituent pas une description unifiée, les physiciens ne sont pas satisfaits. D'autant plus que les trous noirs et l'Univers primordial leur résistent encore.
    Si notre physique ne convient pas, il faut donc en construire une nouvelle. Et la voie pour le faire est, essentiellement, géométrique. Des hypothèses audacieuses sous-tendent les nouvelles théories : supersymétrie, cordes et supercordes, gravité et cosmologie quantiques, géométrie non commutative, qui renouvellent les conceptions mêmes de l'espace, du temps, de la matière et de l'Univers.

  • à la croisée de l'astrophysique et de la physique des particules, la cosmologie offre une vision de plus en plus riche de l'évolution du cosmos, de la formation des galaxies et de la structure à grande échelle de l'univers.
    Cet ouvrage présente une vue d'ensemble de la discipline. à partir de quelques principes de base, il montre comment des raisonnements physiques et mathématiques, simples mais rigoureux, permettent de construire des modèles d'univers. il s'adresse aux étudiants de deuxième cycle/master de physique, ainsi qu'aux amateurs. cette troisième édition, entièrement revue et corrigée, contient un nouveau développement consacré au fond diffus cosmologique, ainsi qu'un cahier couleur.

  • Ce qui est directement connaissable est fini, pourtant dès que nous pensons surgit alors la notion d'infini. Depuis la plus haute Antiquité, les hommes ont ainsi été confrontés à la notion d'infini. En mathématiques le simple fait de vouloir diviser un nombre par zéro implique d'envisager ce concept. Par ailleurs, il existe plusieurs sortes d'infinis mathématiques : par exemple, l'infini de l'ensemble des nombres réels est plus «peuplé» que celui des nombres naturels. Les physiciens, hommes de l'expérimentation, ont toujours concentré leurs efforts sur l'élimination des infinis. Pourtant, les théories les plus modernes, comme celles des quantas ou des trous noirs, font surgir de nouveaux infinis. Et que dire des fractales, de la théorie des cordes, de la cosmologie quantique ? L'infini y renaît sans cesse de ses cendres. Entièrement révisé à la lumière des derniers résultats de la recherche, cette nouvelle édition retrace quelques grandes étapes des «histoires parallèles» de l'infini en cosmologie, en mathématiques et en physique fondamentale et leurs inextricables relations avec le statut métaphysique qu'a également l'infini. Deux nouveaux chapitres développent les notions d'horizon cosmique et d'univers multiple.
       

  • L'espace de la relativité générale n'est pas celui de la physique quantique. L'espace de Newton n'est pas celui de Leibniz. L'espace d'Euclide n'est pas celui de Riemann, ou d'Alain Connes. Physiciens, philosophes, et mathématiciens n'ont cessé de discuter et de modifier la notion d'espace, d'en critiquer le statut et la pertinence réalité ou illusion, objet physique ou entité métaphysique... ? Quelle signification philosophique peut-on accorder à l'espace et aux notions physiques qui lui sont liées, selon nos différentes théories physiques, contemporaines ou en gestation ? Quel présupposé philosophique y recouvre l'introduction de tel ou tel concept mathématique ? Ces questions ne sont ni purement académiques, ni surannées. Bien au contraire, leur pertinence sous-tend la recherche la plus actuelle en physique théorique. Le statut philosophique de l'espace physique reste indéterminé. Cet ouvrage (actes du colloque de Cargèse, 2001) y consacre ses réflexions, à la lumière de la physique la plus moderne.

  • Ce qui est directement connaissable est fini, pourtant dès que nous pensons surgit alors la notion d'infini. Depuis la plus haute Antiquité, les hommes ont ainsi été confrontés à la notion d'infini. En mathématiques le simple fait de vouloir diviser un nombre par zéro implique d'envisager ce concept. Par ailleurs, il existe plusieurs sortes d'infinis mathématiques : par exemple, l'infini de l'ensemble des nombres réels est plus «peuplé» que celui des nombres naturels. Les physiciens, hommes de l'expérimentation, ont toujours concentré leurs efforts sur l'élimination des infinis. Pourtant, les théories les plus modernes, comme celles des quantas ou des trous noirs, font surgir de nouveaux infinis. Et que dire des fractales, de la théorie des cordes, de la cosmologie quantique ? L'infini y renaît sans cesse de ses cendres. Entièrement révisé à la lumière des derniers résultats de la recherche, cette nouvelle édition retrace quelques grandes étapes des «histoires parallèles» de l'infini en cosmologie, en mathématiques et en physique fondamentale et leurs inextricables relations avec le statut métaphysique qu'a également l'infini. Deux nouveaux chapitres développent les notions d'horizon cosmique et d'univers multiple.
       

  • L'idée que la diversité du réel puisse être expliquée par une unité sous-jacente est sans doute aussi ancienne que la pensée elle-même : les grandes mythologies le racontent, les premiers philosophes l'affirment, et la science moderne en a repris le programme en unifiant les conceptions du monde, de la matière et du mouvement.
    De ce pari métaphysique et quasiment religieux, la physique a aussi fait la vérité de sa démarche : identifier les objets les plus élémentaires possibles, violer les lois les plus fondamentales en cherchant à les raccorder jusqu'à pouvoir les unifier, fournir de l'ensemble la description la plus globale qui soit. Ce que l'on pourrait résumer par l'antique formule des néo-platoniciens : hen-ta-panta, c'est-à-dire l'« Un-toutes-les-choses ».
    Mais comment appréhender le statut exact de cette quête d'unité ? Remontant à ses origines, examinant ses succès comme ses échecs, analysant sa place dans la physique d'aujourd'hui, Etienne Klein et Marc Lachièze-Rey en cernent les facettes. Le physicien, auteur de Conversations avec le sphinx, et l'astrophysicien, auteur de Connaissance du cosmos, font le tour des différentes formes de cette recherche, explorent les théories physiques qui s'en réclament de nos jours. Achevant leur livre par le procès de ces théories que l'on voudrait ultimes sous prétexte qu'elles aboutiraient à une plus ou moins grande unification, ils montrent que, loin d'être un résultat, l'unité de la physique est un processus qui n'a jamais fini de se déployer. Il faut qu'il y ait de l'Un pour que la physique existe, mais cet Un demeure un horizon vers lequel on est toujours en marche.

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