Le rayonnement cosmologique

La vidéo du jour traite d’un sujet important en cosmologie, puisqu’il s’agit de la meilleure signature expérimentale du Big-Bang dont on dispose : le rayonnement fossile.

Comme toujours, quelques petits compléments pour ceux qui ont faim. Tout d’abord pour ceux qui voudraient en savoir plus sur les équations de la cosmologie (qui je le rappelle, ne sont pas si compliquées que ça !) vous pouvez vous rendre sur ma série de billets consacrée au sujet (notamment l’épisode 1) :

Maintenant quelques détails sur le rayonnement fossile proprement dit. Lire la suite

La matière noire

La vidéo de cette semaine parle d’un sujet mystérieux et chaud : la matière noire !

Comme toujours, allons-y pour les compléments, à destination de ceux qui s’interrogent ou veulent creuser plus loin !

Tout d’abord, il faut reconnaître que finalement, le terme de matière noire (ou sombre) est plutôt mal choisi. Si l’on considère le fait qu’une des spécificités de cette matière est de ne pas interagir avec le rayonnement électromagnétique (et donc la lumière), on devrait plutôt parler de matière transparente ! Lire la suite

Cosmologie 3 : la constante cosmologique

Andromeda_galaxy_720Cela fait un moment que je vous dois le troisième (et probablement dernier) épisode de ma série consacrée aux bases théoriques de la cosmologie. Nous allons donc parler de la constante cosmologique, c’est-à-dire de l’expansion accélérée de l’Univers et de la fameuse « énergie noire » : un thème que j’avais déjà abordé dans une vidéo il y a quelques semaines. Mais comme par écrit je peux me permettre de prendre mon temps, je vais en profiter pour apporter pas mal de détails et quelques nuances.

Commençons donc par faire un rapide résumé des épisodes précédents. Si ça n’est pas déjà fait, je vous invite à aller les relire ici (partie 1 : le Big-Bang) et là (partie 2 : forme et destin de l’Univers). Mais comme je sais que vous n’allez pas le faire, je vais y aller tranquillement pour rappeler les bases ! Lire la suite

L’énergie du vide : la plus grosse erreur de toute l’histoire de la physique [Vidéo]

Ma nouvelle vidéo vous parle de la plus grosse erreur de prédiction de toute l’histoire de la physique : le calcul de l’énergie du vide.

Ceux qui connaissent l’histoire remarqueront que j’évite soigneusement d’employer le terme d’énergie noire ou d’énergie sombre, que je n’aime pas du tout. Ce terme est parfois utilisé pour désigner la constante cosmologique, de manière un peu analogue à la matière noire, mais à mon sens les deux sont suffisamment différents pour qu’on évite de les mélanger en utilisant le même terme.

J’aurai pas mal de choses à raconter sur ce sujet (voir déjà ce billet) il va falloir que j’en fasse un autre, qui fera une bonne suite à ma série de billets « Cosmologie théorique », dont je vous recommande les deux premiers épisodes, sur le Big-Bang, et sur le destin de l’Univers.

Cosmologie 2 : forme et destin de l’Univers

640px-Milky_Way_Arch

Après une petite interruption, je continue ma série de billets consacrés aux bases théoriques de la cosmologie.

Résumé de l’épisode précédent : Si vous avez lu mon premier billet sur le Big-Bang, vous savez déjà que l’équation d’Einstein appliquée au cas d’un Univers isotrope et homogène se réduit à une équation différentielle assez simple, l’équation de Friedmann.

\left(\frac{da}{dt}\right)^2=\frac{8\pi G\rho_0}{3}\frac{1}{a(t)}

Cette équation permet en particulier de décrire le fait que l’Univers est en expansion, ce que l’on constate en observant les galaxies s’éloigner de nous. Grâce aux mesures expérimentales de son taux d’expansion actuel, il est possible de rembobiner l’équation de Friedman pour reconstituer la jeunesse de l’Univers. Et c’est ainsi qu’on en arrive à l’idée du Big Bang, cette période dense et chaude où l’Univers était extraordinairement courbé.

Aujourd’hui nous allons nous intéresser non pas au passé mais à l’avenir de notre Univers, et voir en quoi son destin est irrémédiablement lié à sa forme. Et pour ça, il faut d’abord vous avouer que je vous ai menti sur l’équation de Friedmann. La version que je vous ai donnée est en réalité incomplète, et voici pourquoi. Lire la suite

Cosmologie 1 : le Big-Bang

Cela fait maintenant quelques semaines que mon temps et mon énergie vont plutôt dans la réalisation de vidéos que dans l’écriture de billets de blog. Pour ceux qui préfèrent la forme écrite à Youtube, j’ai décidé de me rattraper en vous proposant en alternance avec les vidéos une petite série de 3 billets consacrés aux éléments de base de la cosmologie théorique, une discipline pas si imbitable qu’on le croit ! Comme d’habitude, l’idée est que ces billets soient lisibles avec des connaissances de lycée.

Le billet de cette semaine commence avec le Big-Bang, et les deux suivants seront consacrés respectivement au destin de l’Univers, et au mystère de l’énergie noire.

L’équation d’Einstein

Toute la cosmologie moderne est fondée sur la théorie de la relativité générale d’Einstein. J’ai déjà eu l’occasion de l’écrire de nombreuses fois ici, la grande idée d’Einstein a été d’expliquer l’attraction gravitationnelle non pas par une « force » comme le faisait Newton, mais en disant que si les objets massifs s’attirent, c’est parce qu’ils courbent l’espace-temps autour d’eux.

courbure

Pour pouvoir concrétiser cette idée, Einstein avait besoin d’une équation qui permette de quantifier ce lien, c’est-à-dire qui relie la courbure de l’espace-temps à la masse. Cette équation, il la trouva en 1915 après de nombreuses tentatives infructueuses. Là voici, et on l’appelle tout simplement l’équation d’Einstein

R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}Rg_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T_{\mu\nu} Lire la suite