Voici le premier livre que Stephen Hawking a écrit pour le grand public. Il y expose, dans un langage accessible à tous, les plus récentes découvertes des astrophysiciens. Retraçant les grandes théories du cosmos depuis Galilée jusqu'à Einstein, racontant les ultimes découvertes en cosmologie, expliquant la nature des trous noirs, il propose ensuite de relever le plus grand défi de la science moderne : la recherche d'une théorie permettant de concilier la relativité générale et la mécanique quantique.Stephen Hawking a lutté pendant plus de quarante ans contre une très grave maladie neurodégénérative. Malgré ce handicap, il a consacré sa vie à tenter de percer les secrets de l'Univers et à nous faire partager ses découvertes. Un livre fascinant devenu un best-seller mondial.
« Un livre drôle et émouvant... véritablement brillant ! »- Publishers Weekly - « Enfin la biographie de la Voie lactée par elle-même !Notre galaxie n'est pas seulement ancienne et majestueuse,elle est aussi fantaisiste et carrément bavarde. Moiya McTierest une conteuse née, aussi érudite que drôle. »- Sean Carroll - « Si vous êtes à la recherche d'une façon amusante et originalede comprendre l'astrophysique, ce livre est pour vous ! »- Kelly Weinersmith, autrice de Soonish, best-seller du New York Times - « Un voyage délicieusement hilarant, irrévérencieux etirrésistible. Une perspective à la première personne que seuleune astrophysicienne pouvait offrir. L'humour et le sens dudétail de McTier lui permettent de rédiger l'autobiographieque notre galaxie mérite ! »- Brian Keating, professeur de physique à l'Université de San Diego, Californie - Après une éternité passée à observer la vie sur Terre, à regarder des générations d'humains vaquer au fil des siècles à leurs occupations quotidiennes, à se sentir immensément seule et à entendre sa propre histoire racontée par d'autres, la Voie lactée prend pour la première fois la parole et nous livre une autobiographie aussi originale que drôle.
Née il y a environ 14 milliards d'années, soit moins d'un milliard d'années après l'Univers lui-même, la Voie lactée a passé des millénaires à absorber les étoiles et les galaxies naines les plus proches, à voir d'autres galaxies s'éloigner, à se faire des «amies» (dont Andromède, «la plus grande, la plus brillante et la plus importante» de ses voisines). Avec une sagesse distante, une pointe d'arrogance et surtout une vulnérabilité surprenante et beaucoup d'humour, la galaxie nous raconte l'histoire et l'avenir de l'Univers de façon limpide.
Moiya McTier, astrophysicienne et spécialiste des mythes et folklores, prête sa voix à la Voie lactée dans cette autobiographie fascinante et accessible à tous. Une synthèse des connaissances astronomiques les plus à jour tout autant que des légendes et contes du monde entier inspirés par notre galaxie.
Les progrès scientifiques vertigineux de ces dernières décennies ont ouvert notre horizon sur un cosmos mystérieux et inattendu, constitué en vaste majorité de matière et d'énergie noires de nature encore inconnue, et structuré autour de phénomènes défiant notre entendement, comme le Big Bang ou les trous noirs.
Les ondes gravitationnelles, observées pour la première fois en février 2016 et qui ont valu le Prix Nobel à leurs découvreurs, sont en passe de révolutionner l'idée que nous nous faisons de l'Univers. Grâce à elles, nous sommes peut-être à l'aube d'avancées majeures dans le domaine de l'astrophysique.
Dans ce livre, Gianfranco Bertone expose l'extraordinaire potentiel de l'«astronomie multimessager», une nouvelle discipline fondée sur l'observation de la lumière émise par les objets célestes combinée à l'analyse d'autres «messages» provenant de l'espace, comme les ondes gravitationnelles, les neutrinos et les rayons cosmiques. Il nous entraîne dans une aventure scientifique passionnante, entre l'infiniment grand de l'Univers et l'infiniment petit des particules élémentaires.
Ce sont les objets les plus mystérieux de notre cosmos, des monstres si denses qu'ils engloutissent à jamais tout ce qui passe à leur portée, même la lumière. Du moins le croyait-on, jusqu'à ce que Stephen Hawking montre que les trous noirs s'évaporaient en émettant des particules dans l'espace... Pourquoi ne sont-ils pas si noirs ? Que deviennent les astres qui ont le malheur de s'en approcher de trop près ? Se pourrait-il que les trous noirs soient la porte d'entrée vers un autre univers ? C'est bien ce que suggère le grand physicien, qui nous livre ici le fruit d'une vie de recherche et les dernières et stupéfiantes nouvelles de ces entités
L'univers a un sens et ce sens n'est pas d'aller vers toujours plus de désordre, comme on l'entend parfois dire. Comme l'eau s'écoule toujours de haut en bas le long d'une pente, en suivant un cours qui relève du hasard, l'univers suit une logique révélée par nos puissants télescopes. Les défis planétaires posés à l'humanité prennent un autre sens quand ils sont mis en perspective dans le cours de l'histoire de l'univers, qui parle aussi de ceux qui l'observent.
Est-il vrai que «?l'univers aurait pu ne pas être beau?», comme s'interroge l'académicien François Cheng??
La réponse se trouve dans la lumière, à la fois conteuse et actrice de l'histoire de l'univers. Grâce à elle, la matière s'organise depuis le Big Bang, des premiers atomes jusqu'à la vie, en passant par les étoiles et les galaxies.
Nous avons tous déjà cassé un verre mais qui, parmi nous, peut se vanter d'avoir vu des morceaux de verre s'assembler pour former un verre?? Cela semble impossible. Pourtant, c'est ce que fait l'univers depuis 13,8 milliards d'années...
C'est même la plus belle ruse de la lumière.
Pionnière du domaine, Françoise Combes est spécialiste de la dynamique des galaxies : mêlant observation et simulation numérique, elle cherche à comprendre la relation entre la forme des galaxies et leur histoire, et à décoder les différentes étapes de leur croissance. La physique des trous noirs est pour cela indispensable : les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies y jouent un rôle majeur.
Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Avec quelles conséquences sur la formation des étoiles au sein de la galaxie correspondante ? Que peut nous apprendre l'observation des quasars, ces galaxies dont le trou noir supermassif central est extrêmement actif, et qui émet une lumière mille fois plus forte que toutes les étoiles de la galaxie réunies ?
Les objets célestes les plus impressionnants de l'Univers sont ici décryptés par une pionnière de l'étude du cosmos.
L'Univers a eu un début, il aura une fin. La cosmologie moderne (c'est-à-dire l'étude de la nature et de l'évolution du cosmos) a permis aux physiciens de comprendre son histoire, du Big Bang à nos jours. Mais à quoi ressemble son avenir ? Et surtout, en quoi celui-ci nous concerne-t-il très directement ? Considérée comme l'une des étoiles montantes de l'astrophysique aux Etats-Unis, Katie Mack entraîne le lecteur à travers cinq scénarios possibles de la fin de l'Univers (le Big Crunch, la Mort thermique, le Big Rip, la Décomposition du vide, et le Rebond) et vulgarise, ce faisant, les théories les plus importantes de la cosmologie.
Sous son regard vif et avec une sacrée dose d'humour, elle propose ici un voyage follement amusant et étonnamment optimiste à travers les concepts majeurs de la mécanique quantique, de la cosmologie, de la théorie des cordes vers les confins de l'état de nos connaissances.
Que sait-on des trous noirs ? Peut-on les observer ? Qu'y a-t-il à l'intérieur ? Existent-ils vraiment ?
Les trous noirs sont des astres fascinants, des sphères dans l'espace dont rien ne peut s'échapper. De tels objets ne peuvent ni émettre, ni réfléchir la lumière, mais certains sont pourtant extraordinairement lumineux. Toutefois, ce n'est pas là leur seule bizarrerie : dans un trou noir, l'espace se change en temps, le temps en espace, et nul ne connaît la véritable nature de la singularité centrale.
"Nous faisons partie d'un écosystème qui nous est indispensable. On a longtemps pensé que l'homme pouvait dominer la nature, en profiter, en faire son esclave. On retrouve cette injonction dans la Bible, dans la Genèse et également chez Descartes. Mais c'est une très mauvaise solution car notre domination sur la nature nous amène à des catastrophes. Il faut abandonner l'idée de profit pour tenter d'appréhender nos interactions avec tous les éléments de la nature, et comprendre que ces interactions nous sont fondamentales et qu'elle sont menacées."
Les mystères de l'univers ne cessent de questionner l'humanité. L'astrophysique lève le voile sur beaucoup d'entre eux, mais de nombreuses questions demeurent. Grâce au satellite européen Planck, nous avons une première image de l'univers 370 000 ans seulement après sa naissance, livrant de précieuses informations sur l'origine des grandes structures extragalactiques. En 2021, le satellite européen Euclid prendra sa suite, à la poursuite de la matière noire et de l'énergie sombre, moteur de l'expansion de l'univers.
L'astrophysicien Hervé Dole nous fait partager ici les espoirs, les joies et les interrogations que ces recherches soulèvent.
Si vous êtes tenté par cette lecture, c'est grâce à votre curiosité héritée d'homo sapiens... Car l'exploration spatiale n'est qu'une continuité de cet instinct de découverte. Pour justifier les programmes d'exploration, on a tendance à mettre en avant d'autres raisons, comme les avancées scientifiques de nos savants ou la compétition étatique entre nos hommes politiques, mais c'est bien le désir de découverte qui vous anime. Cependant, cela n'empêche nullement que votre esprit critique s'interroge sur le bien-fondé de ces activités. Alors, pour commencer cette deuxième édition du Mook Mars, n'hésitons pas à parler de ce qui pourrait fâcher... L'exploration spatiale, mais pour quoi faire??
Le mook de l'exploration, Pourquoi un mook Mars? Les créateurs du mook Mars ont estimé qu'il était temps qu'une publication sérieuse puisse faire sa place dans le paysage éditorial qui peine à faire la part entre la science-fiction, le fantasme, le délire, la réalité de l'exploration spatiale et la profonde utilité des exercices de prospectives. L'idée d'un mook (publication hybride, créature de presse entre magazine et livre) s'est rapidement imposée pour répondre à notre volonté d'apporter une compréhension plus fouillée, de pouvoir traiter des sujets en profondeur, sans pour autant être encyclopédique, de s'y intéresser plus longuement. Dans un monde de plus en plus médiatique où l'instantané prévaut sur le fond, nous vous proposons au contraire de vous y attarder. De prendre le temps de vous plonger dans l'univers de l'exploration spatiale. Quant à ses qualités inspirées des magazines, le mook Mars offre une large place aux illustrations. L'exploration spatiale c'est avant tout des images qui nous font rêver, des photographies venues du fin fond de l'Espace, de mondes où tout est encore à explorer. Embarquement immédiat pour rêver à nouveau !
Ont collaboré à ce numéro : Didier Schmitt, Jérémy Rabineau, Hugues Wenkin, Arnaud Boutonnet, Olivier Witasse, Pierre Ferruit, Markus Landgraf, Juergen Ackermann, Stefaan de Mey, Étienne Klein, Olivier Gosset, Christophe Chaffardon, Olivier Weyrich
L'astrophysique a pour objet de comprendre la physique de l'origine, la structure et l'évolution des objets de l'Univers.
Des étoiles à l'Univers, cet ouvrage accompagne l'étudiant dans son assimilation des connaissances des principaux objets astrophysiques. Dans chaque chapitre, il trouvera un rappel de cours concis suivi d'énoncés d'exercices et de problèmes. La progression des exercices ne suit pas le niveau de difficulté. La lectrice ou le lecteur peut donc sans préjugé s'essayer à la résolution d'une question. Les solutions détaillées sont rassemblées en fin de chapitre.
Saviez-vous qu'autour des huit planètes de notre Système solaire orbitent 173 lunes confirmées, et que des dizaines d'autres restent à découvrir ? Que les étoiles naissent, vivent et meurent ? Qu'un bon nombre d'entre elles vivent en couple ? Que le Soleil chante ? Qu'un trou noir domine le centre de notre Voie lactée ? Qu'en moins de vingt ans, près de 2 000 planètes ont été découvertes autour d'étoiles lointaines ? Que la moitié de l'eau présente sur terre est plus âgée que le Soleil et provient de l'espace interstellaire ? Comment pouvons-nous affirmer de telles choses ? Parce que des chercheurs du monde entier se sont acharnés à le découvrir et à le prouver. Qui sont donc ces visionnaires, qui, à l'échelle planétaire, contribuent à l'essor fulgurant de l'astronomie, de l'astrophysique, de la cosmologie, de la planétologie, de l'astrobiologie ?
Hubert Reeves et Jean-Pierre Luminet nous invitent à les rencontrer, à faire en leur compagnie un véritable périple d'exploration, à lever le voile sur les découvertes les plus récentes de l'astronomie et de la cosmologie.
Les années que nous vivons sont parmi les plus fabuleuses de l'histoire scientifique, elles couronnent des décennies d'efforts pour mettre en évidence les trous noirs, les neutrinos, les ondes gravitationnelles, le boson de Higgs, les exoplanètes, un Système solaire bien plus complexe et étrange que prévu, et peut-être bientôt la découverte d'une vie extraterrestre... ?
Comment les exoplanètes se sont-elles formées ? Comment peut-on se les représenter ? Pourront-elles un jour nous révéler une forme de vie à leur surface ? Aujourd'hui, grâce aux yeux des plus puissants télescopes, nous savons que les 200 milliards d'étoiles qui constituent notre galaxie sont presque autant de soleils entourés de planètes. Les mondes extra-terrestres ne sont donc plus une science-fiction.Pour autant, comment ces exoplanètes se sont-elles formées ? Comment peut-on se les représenter ? Pourront-elles un jour nous révéler une forme de vie à leur surface ?Star Wars, Dr. Who, Moebius, Azimov... autant d'inspiration artistiques et scientifiques. Mais sont-elles bien à l'image de ce que sont réellement les exoplanètes ?
Science des astres et de la structure de l'Univers, l'astrophysique nous ramène des milliards d'années en arrière en quête de nos origines. Comment expliquer qu'une seule planète accueille la vie, que certaines étoiles meurent, que tout ce qui tombe dans un trou noir disparaît, que l'on découvre encore aujourd'hui de nouvelles étoiles ? Malgré toutes les avancées technologiques de ces dernières années, l'Univers nous laisse encore de nombreuses pistes à explorer pour tenter d'élucider le mystère de notre existence et du monde qui nous entoure.
Dans les régions proches des cercles polaires, le ciel nocturne offre de fabuleux spectacles. Avec un peu de chance et une météo clémente, les visiteurs y admirent de grands voiles colorés danser d'un horizon à l'autre... Ce sont les aurores polaires, aussi appelées aurores boréales dans l'hémisphère Nord, et aurores australes dans l'hémisphère Sud. Quelle est l'origine de ces gigantesques parades lumineuses ? Il a fallu attendre l'avènement de l'ère spatiale pour acquérir les premiers indices fiables sur leur origine.
En effet, bien que les aurores se manifestent à moins de 400 kilomètres au-dessus de nos têtes, elles sont issues d'un phénomène qui englobe l'environnement lointain de la Terre, jusqu'à plus de 100 000 kilomètres de distance. Le moteur des aurores est un vent peu dense et très rapide provenant du Soleil, qui a des relations agitées avec le champ magnétique de notre planète ! Mais aujourd'hui encore, de fausses explications circulent sur les aurores.
Dans cet ouvrage, l'auteur traque avec brio les idées reçues. Page après page, avec une grande pédagogie, il explique la machinerie invisible et silencieuse, mais turbulente et brusque, à l'origine des aurores. L'ouvrage est abondamment illustré de figures explicatives et de photographies d'aurores, depuis celles prises les pieds dans la neige avec un simple appareil photo, à celles issues de caméras spécialisées embarquées à bord de sondes spatiales.
L'interaction non locale constitue probablement l'énigme la plus déconcertante de la physique, dès lors qu'une réalité qui bouscule non seulement les théories de la physique classique, mais aussi celles de la physique relativiste, est expliquée sur la base solide des calculs de la mécanique quantique.
Et pourtant, la preuve expérimentale d'échanges instantanés d'information a été faite, du moins au niveau des particules élémentaires, aussi bien en ce qui concerne la production d'états artificiels d'intrication que la téléportation quantique. Ces expériences et leurs postulats de physique théorique nous ont ouvert des voies autrefois impensables qui ont non seulement marqué un tournant radical en physique fondamentale, mais qui ont aussi eu des conséquences importantes sur la pensée philosophique (...).
L'astrophysique a pour objet de comprendre la physique de l'origine, la structure et l'évolution des objets de l'Univers. Cet ouvrage donne une vision globale des principaux objets astrophysiques - des étoiles à l'Univers - et établit la synthèse entre leur nature, d'une part, et leur description et interprétation physique d'autre part. Ce cours propose, pour chaque aspect de la physique mis en oeuvre, une présentation succincte qui ne requiert, comme connaissances préalables, que les lois fondamentales de la dynamique et de la mécanique quantique. Des exercices corrigés, à la fin de chaque chapitre, permettent à l'étudiant de valider les principes de la physique appliqués à l'astrophysique.
Cette nouvelle édition tient compte des dernières découvertes.
Que peut-il bien se passer quand un cuisinier rencontre un astrophysicien ? Aux délices du magret de canard et du foie gras s'adjoignent ceux de la cosmologie. Tant il est vrai que le big bang, soupe d'ondes et de particules, fut une recette comme une autre, quoique un peu plus universelle que la soupe aux fèves, et que mijotent dans nos casseroles bien des univers de goûts et de saveurs inédits.
André Daguin et Michel Cassé nous convient ici à partager le banquet de l'amitié et de la curiosité. De quoi faire frétiller tout à la fois les papilles et les neurones.
La merveilleuse complexité de l'Univers émerge de plusieurs lois et de constantes fondamentales qui en déterminent la forme, l'échelle, le destin et la beauté. Mais d'où viennent-elles ? Peter Atkins explore l'origine de la conservation de l'énergie, de l'électromagnétisme, de la mécanique classique et quantique et de la thermodynamique, en montrant comment toutes les lois découlent de symétries profondes. Avec son esprit et son érudition caractéristiques, il décrit comment les lois de la nature peuvent surgir de pas grand chose. Ou peut-être de rien du tout.
Aventure humaine, défis technologiques et histoire des sciences s'entrecroisent : toutes les dimensions de la mission Rosetta se répondent !
Le 12 novembre 2014, après un voyage de 10 ans dans le système solaire, le robot Philae se posait sur une comète, archive glacée du système solaire, pour nous aider à comprendre les origines de la vie. L'événement était salué partout dans le monde comme l'une des plus grandes réussites de l'exploration spatiale depuis le premier pas de l'homme sur la Lune. Les résultats scientifiques obtenus grâce aux instruments embarqués par l'atterrisseur Philae et la sonde Rosetta - qui a accompagné pendant plus de deux ans une comète autour du Soleil - allaient nous permettre des avancées spectaculaires dans la compréhension des débuts du système solaire.
Pendant plus de trois ans, les deux auteurs ont suivi les principaux acteurs de la mission, scientifiques et directeurs de vol, au coeur de leur activité, pendant les phases les plus critiques de la mission. Ils ont sondé leur quête, leurs doutes, leurs joies et la progression de leurs connaissances. Ce livre raconte les 25 années de la mission Rosetta, depuis la naissance de l'idée jusqu'à l'achèvement de sa partie spatiale, lorsque la sonde Rosetta a rejoint l'atterrisseur Philae à la surface de la comète.
Porté par la double volonté de susciter l'intérêt d'un public novice et jeune et de satisfaire l'appétit de lecteurs plus avertis, il associe schémas, infographies et de nombreuses photographies de la mission, avec des textes riches en informations inédites, eux-mêmes complétés par de courts encarts pédagogiques.
Au-delà de l'exploit technologique et de la fascination pour les objets mystérieux que sont les comètes, le livre l'Aventure Rosetta s'attache à montrer comment cette mission historique s'inscrit dans la longue histoire de la connaissance.
La fin du deuxième millénaire a été marquée par la découverte de la première planète extrasolaire, par l'annonce que l'Univers est en expansion accélérée et par l'assemblage de la station spatiale internationale. En ce début du XXIe siècle, l'astronomie et les techniques spatiales ont fait un bond prodigieux : la détection d'un millier d'exoplanètes, l'envoi de Rovers pour explorer le sol martien, la découverte des ondes gravitationnelles et enfin la mission Rosetta, au cours de laquelle l'homme est parvenu à faire atterrir une sonde sur la comète Churyumov-Gerasimenko.
L'avenir s'annonce des plus prometteurs : l'homme posant le pied sur la planète Mars est prévu pour 2035-2040, prélude à la conquête du système solaire et à l'exploitation de ses ressources minières. Un télescope optique de près de 40 mètres de diamètre est en cours de construction au Chili et sera opérationnel en 2024 ; l'objectif est de pouvoir repérer une exoplanète similaire à la Terre, d'y déceler la présence d'un océan d'eau liquide à sa surface, surmonté d'une atmosphère possédant un taux élevé de dioxygène, conditions indispensables à l'apparition d'une vie évoluée. Les plus optimistes des exobiologistes considèrent même que la preuve que la vie existe ailleurs est pour très bientôt (d'ici dix ans !). Une telle découverte aurait évidemment un retentissement considérable.
Le présent ouvrage, destiné aux étudiants des licences de physique et de sciences physiques ainsi qu'aux candidats au CAPES et à l'agrégation, invite le lecteur à une immersion dans ces deux thèmes passionnants que sont l'exploration spatiale et l'origine de la vie.
Le 14 septembre 2015, des ondes gravitationnelles sont détectées pour la première fois de l'histoire. Ces vagues dans la structure de l'espace-temps, prédites par la théorie de la relativité générale un siècle auparavant, provenaient de la collision de deux étoiles massives transformées en trous noirs, à plus d'un milliard d'années-lumière de la Terre. En suivant la piste des pionniers de l'astrophysique stellaire du milieu du 19e siècle jusqu'à nos jours, cet ouvrage retrace la vie tumultueuse des étoiles les plus massives de l'Univers, depuis leur formation dans d'immenses nuages moléculaires jusqu'à leur explosion spectaculaire en supernova, elles-mêmes à l'origine des astres les plus étranges du cosmos: les étoiles à neutrons et les trous noirs. Aussi rares qu'éphémères, les étoiles massives jouent un rôle fondamental dans l'évolution des galaxies en ionisant le gaz interstellaire, en y injectant de vastes quantités d'énergie et en fabriquant des éléments chimiques aussi divers que l'oxygène, le sodium, l'or et l'argent. C'est à une incursion de haute voltige dans le monde fascinant des étoiles massives que nous convie l'astrophysicien Laurent Drissen, tout en passant en revue les progrès réalisés en astronomie et qui nous ont permis d'étudier le Soleil, les galaxies et l'histoire de notre Univers.