La plus grande énigme de l’astronomie, livre ebook

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