Cosmologie

La première génération d’étoiles s’est formée à partir de seulement deux éléments, l’hélium et l’hydrogène. Elle a forgé environ 20 éléments plus lourds tels que le carbone, l’azote et l’oxygène qui ont été projetés dans l’espace lorsque lesdites étoiles ont explosé à la fin de leur vie. La génération suivante d’étoiles a ensuite forgé de la même manière près de 100 éléments supplémentaires. Selon les travaux d’une équipe de chercheurs américains, tout cela répondrait à une « loi manquante » de l’évolution qui sélectionne les arrangements sur leurs fonctions. © Fox Ave Designs, Adobe Stock

Sciences

Cosmologie

Des atomes aux étoiles : tout serait soumis à l'évolution, selon une nouvelle théorie qui secoue les scientifiques

La vie est complexe. Et elle évolue sans cesse. Nous le savons depuis Darwin. Mais il n’y a pas qu’elle. Notre Univers tout entier est complexe. Lui aussi évolue. C’est inscrit dans la nature des choses, avancent aujourd’hui des chercheurs.

Sciences

Cosmologie

Le télescope James-Webb a disséqué Earendel, l'étoile la plus lointaine connue

Le télescope spatial Hubble, avant la mise en service du télescope James-Webb, avait imagé Earendel, la plus lointaine étoile connue à ce jour, telle qu'elle était il y a 12,9 milliards d'années. Le James-Webb l'a observée à plusieurs reprises et on en sait désormais un peu plus sur elle.

Photomontage du télescope spatial Euclid sur un fond d'amas de galaxies où la distribution de la matière noire a été inférée. © ESA, C. Carreau

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Cosmologie

Le télescope Euclid s’envole le 1er juillet sur les traces des deux plus grands mystères de l’Univers

L’ESA va lancer sa prochaine mission spatiale, Euclid, le 1er juillet. Ce satellite inédit, réalisé sous la maîtrise d'œuvre de Thales Alenia Space, a pour but de mieux comprendre l’Univers sombre, c'est-à-dire la matière noire et l'énergie sombre dont on sait très peu de choses sur leur nature réelle. Euclid s'envolera à bord d’un lanceur Falcon 9 de SpaceX au Cap Canaveral, en Floride. Eh oui, actuellement l’Europe n’a plus la capacité à lancer ses propres satellites !

Ces traînées de gaz sont celles laissées par la supernova SNR 0519, dans la galaxie du Grand Nuage de Magellan, voisine de la nôtre. On y devine les coquilles rouges restant de l’étoile naine blanche qui lui a donné naissance. Selon les chercheurs, sa lumière est arrivée jusqu’à notre Terre il y a environ 600 ans. © X-ray : Nasa/CXC/GSFC/B. J. Williams et al. ; Optical : Nasa/ESA/STScI

Sciences

Cosmologie

Voici l'estimation la plus précise de la quantité d'énergie noire et de matière noire présentes dans l'Univers

Des chercheurs ont réalisé une nouvelle estimation de la quantité d'énergie noire et de matière noire qu'abrite notre Univers. Leur nouvelle méthode, bien plus précise que pour les évaluations précédentes, apporte une nouvelle valeur de la constante cosmologique, et accentue la tension d'Hubble.

actualité

Des atomes aux étoiles : tout serait soumis à l'évolution, selon une nouvelle théorie qui secoue les scientifiques

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Voici l'estimation la plus précise de la quantité d'énergie noire et de matière noire présentes dans l'Univers

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Un des grands noms de la cosmologie du XXe siècle vient de nous quitter à l'âge de 75 ans, le Russe Alexeï Starobinski. Stephen Hawking avait appris de lui et de son mentor comment faire des calculs de théorie quantique des champs en espace-temps courbe, ce qui lui avait permis de faire sa découverte du rayonnement des trous noirs. Quelques années plus tard, Starobinski allait proposer un modèle de cosmologie quantique considéré aujourd'hui comme un des meilleurs et conduisant à une phase d'inflation cosmique à l'origine de la naissance des galaxies et de certaines caractéristiques du rayonnement fossile.

Sciences

Astronomie

Pionnier de la théorie des trous noirs et de l'inflation cosmique avant Hawking, Alexeï Starobinski est décédé

actualité

• 25/12/2023

Appelée en anglais l'intracluster light (ICL), la lumière intra-amas est un fond diffus et très faible, produit par des étoiles éjectées de galaxies pendant des milliards d'années dans le milieu intergalactique des amas de galaxies. On l'observe mal et on se pose bien des questions à son sujet qui pourraient impacter notre compréhension de l'histoire des galaxies et de la nature de la matière noire. Le télescope Vera Rubin devrait nous aider à y voir plus clair dans quelques années.

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Astronomie

Les étoiles errant entre les galaxies bientôt révélées par le télescope Vera Rubin !

actualité

• 13/12/2023

Non, la Terre n’est pas au centre de l’Univers. Le Soleil non plus. Notre Planète, notre Galaxie sont des anonymes perdus dans l’immensité du cosmos. Découvrez ici quelques notions de cosmologie qui vous permettront de mieux comprendre quelle est notre place dans l’Univers.

Sciences

Astronomie

Cosmologie : quelle est notre place dans l'Univers ?

dossier

• 30/11/2023

Si l'on considère un volume contenant un grand nombre de galaxies, presque 68 % de la masse dans ce volume est sous la forme d'une mystérieuse énergie noire, presque 27 % sous la forme d'une matière noire tout aussi mystérieuse, le reste étant composé de la matière ordinaire dont nous avons l'habitude sur Terre. C'est du moins ce que conduisent à penser de nombreuses observations concordantes à la base du modèle cosmologique standard. Pour percer les secrets de cet univers sombre qui détermine le destin du cosmos, sa mort par le froid, le feu ou quoi que ce soit d'autre, l'ESA a lancé le satellite Euclid qui nous livre aujourd'hui des images spectaculaires. C'est l'occasion de s'interroger sur les découvertes possibles avec Euclid en compagnie du cosmologiste français Alain Blanchard.

Sciences

Astronomie

Interview : Les images d'Euclid nous renseignent-elles sur la mort de l'Univers ?

actualité

• 18/11/2023

Le rayonnement fossile est une clé pour la cosmologie. Il a été observé par le satellite Planck. © CMB, Esa

Sciences

Univers

Rayonnement fossile

définition

• 21/10/2023

La cosmologie a bénéficié des observations réalisées en champ ultra-profond par le télescope spatial Hubble. © Nasa, Esa, S. Beckwith et l’équipe HUDF

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Univers

Cosmologie

définition

• 23/09/2023

La cosmologie est la science de l’infiniment grand et des origines de l’Univers. Ces dix dernières années, la cosmologie est passée du statut de science spéculative à celui de science prédictive, dont les résultats théoriques majeurs peuvent être comparés avec des observations de plus en plus précises. Celles-ci pourraient nous permettre de mieux comprendre encore la nature de la physique des premiers instants de l’Univers.

Sciences

Astronomie

La cosmologie, laboratoire pour l'infiniment petit

dossier

• 21/09/2023

Un groupe d'astrophysiciens étudiait un amas de galaxies en formation quelques milliards d'années après le Big Bang quand ils ont été surpris par sa température. Ils s'attendaient à voir du gaz vers 10 000 degrés mais il était déjà de l'ordre du million de degrés comme c'est le cas dans les amas actuels.

Sciences

Astronomie

Surprise ! La température d'un amas de galaxies atteignait déjà un million de degrés il y a 11 milliards d'années

actualité

• 17/03/2023

Des champs magnétiques encore mystérieux, peut-être en connexion avec un avant Big Bang, ont été détectés dans des filaments de galaxies. Ces filaments deviennent plus brillants et vibrent sous l'action d'ondes de choc dans le milieu matériel qui les constitue et qui baigne des amas de galaxies.

Sciences

Astronomie

Des filaments de galaxies vibrent et brillent sous des ondes de choc

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• 27/02/2023

Notre univers ne se limite pas à la Voie lactée ! Mais alors, quelle est sa taille ? Est-il fini ou infini ? Pour répondre à ces questions, revenons sur ce que nous savons.

Sciences

Espace

Quelle est la taille de l'univers ?

question réponse

• 04/02/2023

Dans les grottes préhistoriques, déjà, les humains dessinaient des cartes rudimentaires de leur environnement proche sur les murs. Si, aujourd’hui, notre Planète entière semble avoir été cartographiée avec une certaine précision, cela pourrait ne pas être tout à fait le cas de notre Univers. Grâce à une nouvelle façon d’exploiter les données disponibles, des chercheurs révèlent qu’il pourrait finalement ne pas être aussi « grumeleux » qu’ils l’avaient d’abord imaginé.

Sciences

Cosmologie

Évolution de l'Univers : tout semble correspondre aux prévisions du modèle standard... ou presque

actualité

• 01/02/2023

Abhay Ashtekar est l’un des découvreurs et l'un des pionniers fondateurs de la gravitation quantique à boucles, l'une des principales voies explorées pour résoudre avec la mécanique quantique les mystères livrés par la théorie de la relativité générale lorsqu'on l'applique aux trous noirs et au Big Bang. Futura a eu l'occasion de l'interviewer avec Alain Connes et Jean-Pierre Luminet lorsqu'il s'est rendu à un symposium organisé par la Fondation Archimedes.SIE en octobre 2022, à Saint-Raphaël. C'est aussi l'occasion de présenter un peu la cosmologie quantique à boucles qui semble bel et bien avoir fait des prédictions bientôt testables.

Sciences

Astronomie

La cosmologie quantique à boucles bientôt démontrée ? Les explications de Abhay Ashtekar

actualité

• 08/01/2023

Une vue d'artiste d'une naine blanche dont l'intérieur est en train de se cristalliser. Le cœur de l'étoile contient un mélange de carbone et d'oxygène pour l'essentiel. Les couches externes contiennent principalement de l'hélium et/ou de l'hydrogène résiduels. © University of Warwick/Mark Garlick

Sciences

Univers

Naine blanche

définition

• 08/01/2023

Qui n'a jamais rêvé d'entendre et de voir des vidéos des grands noms de la science du début du XXe siècle, tels Einstein, Heisenberg, Landau, Gödel, etc. ? Miraculeusement, on vient de trouver des images et une bande-son en excellent état montrant Georges Lemaître, le découvreur avec Georges Gamow de la théorie du Big Bang, théorie qui fait désormais partie du patrimoine de la noosphère avec la théorie de l'héliocentrisme.

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Univers

La vidéo perdue du découvreur du Big Bang, Georges Lemaître, a été retrouvée !

actualité

• 04/01/2023

La théorie des trous noirs est très sophistiquée. Elle concerne aussi bien l'astrophysique que la cosmologie et la physique de l'infiniment petit, celle des particules élémentaires. Mais il est possible de la vulgariser en répondant simplement à une centaine de questions que peut se poser le grand public et c'est ce qu'a fait Jean-Pierre Luminet dans son dernier livre « Les trous noirs en 100 questions » paru aux éditions Tallandier.

Sciences

Astronomie

Vous avez 100 questions sur les trous noirs ? Jean-Pierre Luminet y répond !

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• 01/10/2022

Ceci est une illustration d'une galaxie éloignée avec un quasar actif en son centre. Un quasar émet des quantités d'énergie exceptionnellement importantes générées par un trou noir supermassif alimenté par l'accrétion de matière. © Nasa, ESA et J. Olmsted (STScI)

Sciences

Astronomie

Quasar

définition

• 20/08/2022

Sciences

Cosmologie

Hubble a révélé d'étranges « blobs » bleus formés de jeunes étoiles

actualité

• 21/06/2022

Les trous noirs sont partout dans l'Univers et certains pensent qu'ils pourraient constituer une partie de la matière noire. Inversement, celle-ci pourrait en fait avoir provoqué l'effondrement direct de ses surdensités de matière pendant le Big Bang, donnant les premiers trous noirs supermassifs.

Sciences

Trou noir

Les trous noirs supermassifs sont-ils nés grâce à la matière noire pendant le Big Bang ?

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• 20/03/2022

Retracer le chemin parcouru par les galaxies depuis le Big Bang, ce n’est pas simple. Car elles ne sont pas guidées simplement que par l’expansion. La gravité intervient elle aussi. Et des chercheurs sont parvenus à combiner tous ces paramètres pour nous offrir un aperçu de ce qu’ont pu être, au cours des 11,5 derniers milliards d’années, les mouvements de 10.000 galaxies dans un rayon de 350 millions d’années-lumière autour de la Voie lactée. Envoûtant…

Sciences

Univers lointain

Reconstitution des mouvements de galaxies depuis 11,5 milliards d'années

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• 08/02/2022

Stephen William Hawking, né le 8 janvier 1942 à Oxford, est un physicien théoricien et cosmologiste britannique bien connu pour ses travaux sur les trous noirs, la cosmologie quantique et ses livres de vulgarisation sur les mêmes sujets. C’est son best-seller Une brève histoire du temps (A Brief History of Time), qui est resté sur la liste des records des meilleures ventes du Sunday Times pendant 237 semaines consécutives, qui l’a fait connaître du grand public.
La renommée médiatique de Hawking vient aussi du fait qu’il a accompli ses travaux alors qu’il souffre d’une dystrophie neuromusculaire attribuée à une sclérose latérale amyotrophique (SLA). Cette terrible maladie, appelée familièrement aux États-Unis la maladie de Lou Gehrig et en France la maladie de Charcot, qui conduit à une paralysie complète et à la mort en quelques années en général, s’est déclaré chez lui peu de temps après ses 20 ans.
Une vidéo mise en ligne par l'université de Cambridge en l'honneur de Stephen Hawking. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cambridge University
Des singularités en cosmologie au rayonnement des trous noirs
Il était alors étudiant à Cambridge, où il avait l’intention d’approfondir la cosmologie avec Fred Hoyle, l’un des plus importants astrophysiciens des années 1950 et 1960 et coauteur du modèle standard en cosmologie de l’époque, avec un univers en expansion éternel et infini. À son grand désespoir (mais ce fut en réalité une chance comme Hawking le comprit rétrospectivement), il se vit attribuer comme directeur de thèse William Dennis Sciama, assez peu connu à ce moment-là. Stimulé par sa rencontre et son mariage avec Jane Wilde en 1965, et parce que sa maladie progressait moins vite que prévu, Hawking finira son doctorat en publiant à partir de 1966 des articles retentissants sur l’occurrence des singularités en cosmologie relativiste. Il y reprenait les méthodes géométriques du grand mathématicien Roger Penrose, que celui-ci avait utilisées initialement pour démontrer l’existence d’une singularité lors de la formation d’un trou noir en relativité générale classique.
Les travaux de Hawking arrivaient au moment où les découvertes des quasars et surtout du rayonnement fossile par Penzias et Wilson en 1965 venaient de réfuter la théorie de la cosmologie stationnaire de Hoyle, Hermann Bondi et Thomas Gold. La théorie du Big Bang de Georges Lemaître, Georges Gamow et Ralph Alpher allait enfin être prise au sérieux.
En utilisant les méthodes mathématiques de Penrose et en comprenant l’importance des idées de John Wheeler sur les trous noirs, les trous de vers et la cosmologie quantique, Hawking va marquer profondément la physique théorique et la cosmologie pendant les années 1970 et 1980. Influencé par les travaux de Bekenstein, Zel’dovich, Starobinsky et Linde, il se fera un nom en découvrant le rayonnement des trous noirs en 1974 et en développant plusieurs aspects importants de la théorie de l’inflation pendant les années 1980. Tous ces travaux le conduiront à développer un modèle cosmologique fascinant en 1983, universellement connu aujourd’hui sous le nom de modèle de Hartle-Hawking. Reprenant la méthode de calcul en théorie quantique dite de l’intégrale de chemin de Feynman, dont il avait pu constater l’efficacité dans ses recherches sur l’entropie et le rayonnement des trous noirs, Hawking proposait avec Hartle un modèle cosmologique fini dans l’espace et caractérisé par l’apparition du temps imaginaire au moment où l’univers était dominé par les effets de la gravitation quantique, c’est-à-dire avant le temps de Planck.
De l’entropie des trous noirs au boson de Higgs
On mesure toute la détermination et les capacités intellectuelles de Stephen Hawking quand on sait que ces travaux furent réalisés en 1974, alors qu’en raison de la paralysie causée par la SLA, il était devenu incapable de se nourrir ou de sortir de son lit par lui-même et que son état n’allait cesser de s’aggraver. Son élocution, déjà fortement altérée par sa maladie, de sorte que seules les personnes le connaissant bien pouvaient encore le comprendre, laissa la place à une incapacité totale de parler en 1985. Il avait alors contracté une pneumonie, et les médecins avaient dû lui faire subir une trachéotomie pour sauver sa vie. Depuis la fin des années 1980, il doit utiliser un ordinateur pour parler.
À la fin des années 1990 et au début des années 2000, Hawking est devenu un partisan convaincu de la théorie des supercordes, et notamment de la théorie M, parce qu’elle permet de mieux comprendre l’origine de l’entropie des trous noirs. Il publiera d’ailleurs un nouveau livre de vulgarisation sur ces sujets en 2001, L’univers dans une coquille de noix. Le livre vulgarise des théories comme la supergravité, la supersymétrie et la théorie quantique à la base de la théorie M, l’holographie et la dualité des p-branes contenues dans la théorie des supercordes et leurs implications sur les trous noirs et l’existence d’univers multiples. Sur le plan scientifique, la théorie M a convaincu Hawking qu’il avait perdu son pari sur le célèbre et profond paradoxe de l’information apparaissant avec les trous noirs et qu’il avait été le premier à signaler. Il a concédé en 2004 à John Preskill que l’information n’était pas détruite dans les trous noirs. En 2012, il a aussi concédé à Gordon Kane que le boson de Higgs existait bel et bien.
Stephen Hawking en visite voilà quelques années au LHC. L’accélérateur lui a fait perdre 100 dollars à la suite d’un pari sur la découverte d’une nouvelle particule avec le LHC. © Cern
Une carrière saluée par de nombreuses distinctions
En 2009, Hawking a quitté la prestigieuse Lucasian Chair of Mathematics à l’université de Cambridge, comme il était prévu à cause de la limite d’âge. Elle a été occupée par de grands noms de la physique, parmi lesquels ceux dont les théories ont bouleversé profondément notre vision du monde : Isaac Newton et Paul Dirac. Actuellement, c’est Michael Green qui en est le titulaire.
Titulaire de nombreuses récompenses, Stephen Hawking n’a cependant pas reçu de prix Nobel, possiblement parce que ses travaux sont trop théoriques. Mais il aurait logiquement pu recevoir le prix Nobel de physique si l’on avait détecté des trous noirs en train de s’évaporer, par exemple au LHC. Toutefois, il a reçu trois millions de dollars en 2012 en tant que lauréat du prix spécial de la Fundamental Physics Prize Foundation. Un de ses plus grands rêves était de faire un vol dans l’espace, alors qu’il a déjà effectué un vol en apesanteur en 2007 grâce à la société Zero-G, fondée par Peter Diamandis.
Très impliqué dans les médias, il a fortement participé à la communication des sciences au public. Une médaille Stephen Hawking pour la communication scientifique a été créée en 2016 pour saluer les contributions de ce type. L’astéroïde (7672) a également été nommé en son honneur. Par ailleurs, ces dernières années, il alertait le monde contre le changement climatique.
Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018, à Cambridge, au Royaume-Uni, à l’âge de 76 ans. Un film biographique sorti en 2014, intitulé Une merveilleuse histoire du temps, retrace la vie de ce grand physicien.

Sciences

Trou noir

Stephen Hawking

personnalité

• 08/01/2022

Lorsque le génial Richard Feynman a amorcé la révolution des ordinateurs quantiques, il comptait s'en servir pour mener à bien des simulations de systèmes quantiques défiant les calculs analytiques et les simulations numériques sur des ordinateurs classiques. On commence à voir ce rêve se réaliser depuis quelques années et aujourd'hui un ordinateur quantique, construit par IBM, semble sur le point de percer certains secrets des protons et neutrons composant notre corps et les étoiles.

Sciences

Chromodynamique quantique

L'ordinateur quantique sur le point de percer les secrets des protons et neutrons pour la première fois

actualité

• 28/11/2021

La détermination exacte de la constante de Hubble-Lemaître liée à l'expansion de l'Univers observable et à la nature de l'énergie noire a toujours été problématique. L'essor de l'astronomie des ondes gravitationnelles devrait permettre d'y voir plus clair et les derniers résultats viennent de tomber à ce sujet avec des publications des collaborations Ligo et Virgo.

Sciences

Cosmologie

Les ondes gravitationnelles éclairent l'énigme de l'accélération de l'expansion de l'Univers

actualité

• 14/11/2021

Sciences

Cosmologie

Que faut-il penser de G237, le proto-amas de galaxies découvert par Planck et qui déroute les cosmologistes ?

actualité

• 13/11/2021

La matière noire est au cœur du modèle cosmologique standard mais sa nature reste énigmatique et son existence elle-même n'est pas assurée. On cherche à tester cette théorie en étudiant les galaxies. Or, une classe spéciale de ces astres, les galaxies ultra-diffuses, pose problème avec ce modèle et elle questionne une alternative proposée pour s'en passer en utilisant d'autres lois de la mécanique céleste.

Sciences

Univers

Les mystérieuses galaxies ultra-diffuses : une preuve ou une réfutation de la matière noire ?

actualité

• 19/09/2021

Sciences

Cosmologie

Énergie noire : la constante cosmologique d'Einstein implique-t-elle une crise en cosmologie ?

actualité

• 15/09/2021

Très massives, des galaxies, dites super spirales, semblent violer une relation connectant la vitesse de rotation du gaz galactique en bordure de ces spirales et leur contenu en masses stellaires. Cette violation est compatible avec le modèle standard en cosmologie basé sur l'existence de la matière noire mais pas avec son alternative basée sur la théorie Mond. Que faut-il en conclure ? L'astrophysicien Benoît Famaey nous donne quelques explications à ce sujet.

Sciences

Matière noire

Matière noire : Mond réfutée par les galaxies super spirales ?

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• 14/09/2021

Magnifique anneau d'Einstein photographié par Hubble. © ESA, Hubble, Nasa, T. Treu, J. Schmidt

Sciences

Lentille gravitationnelle

Hubble photographie un magnifique anneau cosmique

brève

• 05/09/2021

Pour mieux comprendre l'origine des galaxies, les cosmologistes et les astrophysiciens repoussent sans cesse les limites de leurs instruments. L'un des derniers en date, Alma, leur a permis de débusquer une galaxie spirale déjà bien développée alors que le cosmos observable n'avait que 1,4 milliard d'années.

Sciences

Hubble

Découverte de la plus ancienne galaxie spirale connue

actualité

• 30/05/2021

L'expansion accélérée du cosmos observable est indéniable mais on ne sait pas encore très bien ce qui la cause. Si c'est bien l'énergie noire, la détermination de sa nature est l'un des plus grands défis de l'astrophysique moderne. Pour le relever, les chercheurs se font aider par l'IA dans le cadre d'un programme d'observation et de cartographie du cosmos qui prévoit d'observer environ 35 millions de galaxies sur des milliards d'années.

Sciences

Cosmologie

Desi : l'intelligence artificielle aux 5.000 yeux pour percer les secrets de l'énergie noire

actualité

• 21/05/2021

Sciences

Cosmologie

Hommage à Cécile Renault, cosmologiste spécialiste du rayonnement fossile

actualité

• 16/04/2021

Né le 8 aout 1931 en Angleterre dans une famille anglaise exceptionnelle, son père était psychiatre et généticien et ses deux frères respectivement grand maître international aux échecs et sommité mondiale en physique statistique, le prix Nobel de physique 2020, Roger Penrose, s’est lui illustré dans le domaine des mathématiques et de la physique théorique liés à la théorie de la relativité générale.Il a commencé sa carrière de mathématicien dans les années 1950 avec une thèse en géométrie algébrique, liée aux mathématiques de la théorie de la relativité d’Einstein, passée à l’Université de Cambridge, là où Newton était professeur, et alors que ce domaine des mathématiques allait être révolutionné par le légendaire Alexandre Grothendieck.De la géométrie algébrique aux trous noirsMais au tout début des années 1960, il va s’intéresser à la relativité générale et à la cosmologie relativiste sous l’influence du physicien Dennis W. Sciama qui quelques temps plus tard sera le directeur de thèse de Stephen Hawking.Penrose va introduire des méthodes mathématiques originales issues de la géométrie algébrique et de la topologie différentielle pour éviter de longs calculs, parfois même impossibles, afin d’extraire facilement des équations de la théorie de la relativité générale leurs prédictions concernant la théorie relativiste des étoiles et de la cosmologie.En 1965, il va démontrer que ce qui sera appelé plus tard un trou noir par le génial physicien John Wheeler est une conséquence inévitable de la relativité générale appliquée à l’effondrement gravitationnel d’une étoile suffisamment massive et ayant épuisé son carburant nucléaire, confirmant les calculs déjà fait dans des cas idéalisés et donc peut-être douteux dans les années 1930 du père de la bombe atomique, Robert Oppenheimer, avec ses élèves.Roger Penrose parle de la relativité générale, des trous noirs et de sa théorie cosmologique. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © London Mathematical SocietyLe théorème découvert par Penrose implique également que le point final de l’effondrement d’une étoile en trou noir est une singularité de l’espace-temps qui s’y anéantie mais uniquement si l’on ne fait pas intervenir des aspects quantiques de la gravitation.Stephen Hawking va reprendre les idées et les méthodes de Penrose pour montrer que la théorie d’Einstein implique aussi une singularité initiale et un début de l’Univers dans le cadre de la théorie du Big Bang qui venait de devenir nettement plus crédible en 1965 avec la découverte du rayonnement fossile.Penrose va aussi introduire d’autres méthodes géométriques, en particulier ce qui sera appelé des diagrammes de Penrose-Carter, et qui vont permettre des découvertes importantes dans le domaine de la physique des trous noirs et de la cosmologie. Les calculs fait par Hawking pour découvrir son célèbre rayonnement quantique des trous noirs utilise d’ailleurs un tel diagramme.De la gravitation quantique à une théorie quantique de la conscienceDes années 1960 aux années 1970, Penrose va également développer des idées originales d’origine géométrique pour une théorie quantique de la physique en espace-temps courbe. Ses théories des « torseurs » et des réseaux de spins sont utilisé aujourd’hui pour explorer des théories quantiques de la gravitation.Les contributions et la créativité de Penrose ne s’arrêtent pas là. Dès les années 1950, il va influencer l’artiste néerlandais Maurits Cornelis Escher qui va reprendre le désormais célèbre triangle de Penrose pour en faire les noms moins célèbres « Chute d'eau » et « Montée et Descente ». Son intérêt pour la géométrie et les puzzles va le conduire également à la découverte d’un nouveau type de pavages mathématiques du plan que l’on pensait impossible et qui va se trouver avoir des applications très concrètes des années plus tard avec la découverte des quasi-cristaux.Des travaux des mathématiciens, il résultait qu'un pavage périodique dans le plan avec des objets possédant une symétrie d'ordre 5, comme par exemple un pentagone, était une impossibilité. Jusqu'au milieu des années 1970 on pensait aussi que tout pavage du plan devait se réduire à un pavage périodique. Ce fut donc une surprise quand Roger Penrose trouva un contre-exemple. À l'origine, il ne s'agissait que de mathématiques récréatives mais ce qui est aujourd'hui connu comme le pavage du plan par des tuiles de Penrose permettait effectivement de réaliser un pavage non pas périodique mais quasi-périodique du plan avec des structures possédant une symétrie d'ordre 5. © Ianiv SchweberPenrose s’interroge depuis des années sur la physique de la conscience. Ayant également une conception platonicienne des mathématiques, il pense qu’on les découvre et que la conscience humaine n’est pas le résultat de l’exécution d’algorithmes sur un ordinateur, inspiré en cela notamment par les travaux du mythique logicien Kurt Gödel, lui aussi tenant d’un platonisme mathématique. Il pense également que la conscience repose sur des processus quantiques mais qu'une nouvelle mécanique quantique est nécessaire pour vraiment en rendre compte.Ces dernières années, Penrose a aussi proposé et défendu une nouvelle cosmologie, dite conforme et cyclique, en tant qu’alternative à la théorie de l’inflation dont il doute, doute qu’il étend d’ailleurs à la théorie des supercordes. Il pense que son modèle cosmologique est testable avec le rayonnement fossile notamment mais pour le moment, les preuves qu'il avance ne rencontre que du scepticisme.Roger Penrose nous parle de ses idées sur l'origine de la conscience et comment il en est venu à écrire un puis deux célèbres livres à ce sujet. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Lex FridmanOn peut légitimement penser que Penrose est l’un des dignes successeurs de Newton et comme lui l’un des Géomètres de l’Univers et l’un des « bâtisseurs du ciel ».Roger Penrose a écris plusieurs livres dont certains sont incontournables, en voici quelques exemples.Les deux infinis et l'esprit humain À la découverte des lois de l'univers: La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physiqueLes Cycles du temps: Une nouvelle vision de l'UniversThe Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics Une présentation par Roger Penrose et ses collègues de son modèle de cosmologie cyclique conforme (CCC). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © skydivephil

Sciences

Théorie de la relativité générale

Roger Penrose

personnalité

• 16/04/2021

Dans l'état actuel des connaissances, jamais un Homo sapiens ne pourra faire le tour de la Voie lactée. Mais des chercheurs continuent à vouloir faire mentir cette prédiction en explorant des spéculations sur des trous de ver traversables ouvrant la voie aux voyages interstellaires transluminiques.

Sciences

Relativité générale

Trou de ver : un nouvel espoir pour les voyages interstellaires ?

actualité

• 22/03/2021

Sciences

Cosmologie

Décès de Isaak Khalatnikov, théoricien de la singularité du Big Bang et co-créateur avec Landau de la bombe A russe

actualité

• 14/01/2021

Des observations d’une résolution sans précédent donnent aujourd’hui plus de précision sur l’âge de l’Univers. Selon les astronomes, il aurait 13,77 milliards d’années, à 40 millions d’années près.

Sciences

Astronomie

Quel est l'âge de l’Univers ?

actualité

• 11/01/2021

Lorsqu’il est question d’expansion de l’Univers, les cosmologistes ne débattent plus de savoir si oui ou non l’Univers s’étend. Ils se demandent à quelle vitesse il le fait. Car deux mesures donnent des résultats différents. Ils comptent donc désormais sur les lentilles gravitationnelles pour enlever enfin cette épine de leur pied.

Sciences

Cosmologie

Des lentilles gravitationnelles fortes pour une mesure plus précise de l'Univers ?

actualité

• 22/11/2020

Les trous noirs stellaires sont les restes d’étoiles massives qui, à leur mort, se sont écroulées sur elles-mêmes. Ces astres ont une masse telle qu’ils avalent tout ce qui passe à leur portée. À l'occasion des 70 ans du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), Futura-Sciences a rencontré Roland Lehoucq, astrophysicien, afin de savoir ce qui arrive à la matière qui y pénètre.

Sciences

Trou noir

Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

actualité

• 07/10/2020

Une carte du rayonnement fossile observé par Planck. © Esa

Sciences

Physique

Effet Sunyaev-Zeldovich

définition

• 26/09/2020

Une vue de l'amas ouvert des jeunes étoiles des Pléiades. © cnes

Sciences

Univers

Astrophysique

définition

• 19/09/2020

Sciences

Univers

Quel est l'élément le plus abondant dans l'univers ?

actualité

• 11/08/2020

Sciences

Trou noir

Un trou noir peut-il exploser ? Aurélien Barrau répond

actualité

• 19/07/2020

Sciences

Matière noire

Qu’est-ce que la matière noire ?

actualité

• 17/06/2020

La découverte d'une galaxie à disque massive en rotation seulement 1,5 milliard d'années après le Big Bang, confirme la nécessité du changement de paradigme amorcé il y a 10 ans environ, concernant la formation et la croissance des galaxies. Il faudrait bien faire intervenir des courants de matière baryonique froids canalisés par des filaments de matière noire.

Sciences

Cosmologie

Des disques galactiques massifs existaient déjà tôt après le Big Bang

actualité

• 01/06/2020

La matière manquante… Cela fait presque 30 ans que les astronomes la cherchent. En vain. Mais aujourd’hui, s’appuyant sur un autre mystère de notre Univers, les sursauts radio rapides, ils ont enfin mis la main dessus. Depuis le début, elle se cachait dans l’espace intergalactique.

Sciences

Astronomie

Les mystérieux sursauts radio rapides révèlent où se cache la matière manquante

actualité

• 28/05/2020

Sciences

Hubble

Edwin Hubble, l'arpenteur de l'Univers

actualité

• 23/04/2020

Sciences

Univers

Et si l’expansion de l’Univers n’était pas la même dans toutes les directions ?

actualité

• 10/04/2020

Une illustration réalisée par Jean-Pierre Luminet à partir des résultats d'une simulation sur ordinateur montrant l'aspect d'un trou noir entouré d'un disque d'accrétion. L'effet Doppler produit par la matière chaude en rotation la rend plus lumineuse lorsqu'elle s'approche de nous à une fraction notable de la vitesse de la lumière et au contraire la rend presque sombre lorsqu'elle s'éloigne (à droite). Le champ de gravitation du trou noir est si fort que les rayons lumineux issus du disque derrière le trou noir sont courbés en direction de l'observateur et que l'on peut donc voir ce disque au-dessus du trou noir. © Jean-Pierre Luminet, CNRS Phototheque

Sciences

Relativité générale

Jean-Pierre Luminet en « conférence confinée » nous parle de L'écume de l'espace-temps

brève

• 03/04/2020

La question des univers multiples est un thème très ancien, puisqu'on la trouve dans la littérature dès l’antiquité. Depuis quelques années, les multivers rejoignent la physique théorique et certains chercheurs sont même convaincus de leur existence. Futura-Sciences a interviewé Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples.

Sciences

Cosmologie

Interview : vivons-nous dans un multivers ?

actualité

• 03/03/2020

Les neutrinos sont omniprésents dans l'Univers où ils sont plus nombreux que les photons du rayonnement fossile et même, de très loin, que les particules de matière ordinaire. Très difficiles à détecter, on cherche pourtant à étudier ceux du Big Bang.

Sciences

Big-Bang

Peut-on voir les neutrinos du Big Bang ?

question réponse

• 18/01/2020