introduction

Partie 1 : Le développement de l'univers
Chapitre 1 : La Société Secrète de la Matière Noire
Chapitre 2 : La découverte de la matière noire
Chapitre 3 : Grandes questions
Chapitre 4 : Presque le début : un bon point de départ
Chapitre 5 : La naissance d'une galaxie

Partie 2 : Le système solaire actif
Chapitre 6 Météoroïdes, météores et météorites
Chapitre 7 : La vie brève et glorieuse d'une comète
Chapitre 8 : Aux confins du système solaire
Chapitre 9 : Une vie dangereuse
Chapitre 10 : Choc et stupéfaction
Chapitre 11 Extinction
Chapitre 12 : La fin des dinosaures
Chapitre 13 : Zones habitables
Chapitre 14 : Le cycle de rotation
Chapitre 15 : Comètes balayées par le nuage d'Oort

Partie 3 : Déchiffrer l'identité de la matière noire
Chapitre 16 : La matière invisible du monde
Chapitre 17 : Comment voir dans le noir
Chapitre 18 : Matière noire socialement connectée
Chapitre 19 : La vitesse des ténèbres
Chapitre 20 : À la recherche du disque sombre
Chapitre 21 : Matière noire et collisions de comètes

Remerciements
Liste des illustrations
Pour en savoir plus
Recherche

Recherche cosmologique de pointe sur la matière noire et
Un livre de vulgarisation scientifique captivant qui tisse les mystères de l'extinction des dinosaures.

Randall établit un lien entre la matière noire et l'histoire de la Terre selon une perspective unique et globale.
S’appuyant sur la culture populaire et des perspectives socio-politiques, cet ouvrage présente les dernières découvertes – confirmées et spéculatives – sur la matière noire, l’univers, notre galaxie, les astéroïdes, les comètes et les collisions Terre-Terre.
Il présente également les dernières découvertes sur l'évolution et l'extinction de la vie.
Randall démontre avec brio que le destin de la Terre est intimement lié à la composition de l'univers, et que notre existence dans un univers qui a évolué pendant des milliards d'années est peut-être en réalité assez fragile.
Dans cet ouvrage original et stimulant qui explore l'environnement cosmique qui nous entoure, le professeur Randall explique la science qui se cache derrière l'histoire fascinante de notre monde.
Dans cette histoire, le petit et le grand, le visible et le caché, sont étroitement liés.
Ce livre met en lumière non seulement les relations profondes qui revêtent une signification importante dans notre monde, mais il nous fait également prendre conscience de l'incroyable beauté de toutes les structures et relations qui nous entourent.
Après avoir lu ce livre, vous ne regarderez plus jamais la Terre ni le ciel nocturne de la même façon.


Le XXIe siècle sera le siècle de Lisa Randall !
-Bill Clinton (ancien président des États-Unis)

De Kip Thorne et Richard Dawkins à Bill Clinton et Elon Musk
Le seul physicien recommandé à la fois par les scientifiques et les politiciens.
- Sélectionnée par le magazine Time comme l'une des « 100 personnes les plus influentes au monde »
- Auteur de l'article le plus cité de l'histoire de la physique théorique
- La physicienne la plus proche de remporter le prix Nobel de physique

Lisa Randall présente des concepts complexes de physique d'une manière captivante et accessible, avec un style plein d'esprit qui donne l'impression de parler à quelqu'un en face à face.
Ce livre explique les développements récents de la physique moderne, en les reliant aux enjeux culturels et de politique publique.
En suivant les explications de ce livre, votre façon de penser changera en profondeur.
Et cela vous incitera à faire des choix plus judicieux concernant le monde.
-Bill Clinton (ancien président des États-Unis)

La science est un défi pour l'esprit et l'âme, armés de superstition, d'ignorance et de l'obscurantisme répandu par les pseudo-intellectuels.
Vous n'imaginez pas à quel point je suis reconnaissante d'avoir Lisa Randall à nos côtés, une femme qui allie une expertise scientifique de haut niveau, une intelligence remarquable et un charme irrésistible.
— Richard Dawkins (auteur du Gène égoïste et de Dieu est une illusion)

La physicienne théoricienne Lisa Randall est célèbre pour être la première femme à avoir occupé un poste de professeure titulaire en physique à l'université Harvard et au MIT.
Sur le plan académique, il est réputé pour avoir créé une physique extradimensionnelle complexe en appliquant des concepts issus de la théorie des cordes et de la topologie.
Né en 1962, il a bouleversé le monde de la physique en 1999, à l'aube du XXIe siècle, lorsqu'il a publié un article intitulé « Dimensions supplémentaires déformées » avec le Dr Raman Sundrum.
Cet article a rendu vérifiables expérimentalement certains résultats de recherche sur la théorie des cordes, que l'on croyait abstraits et impossibles à vérifier, et a attiré l'attention des scientifiques en quête de l'avenir de la physique, devenant ainsi l'article de physique théorique le plus cité du XXIe siècle.
De ce fait, Lisa Randall est devenue l'une des physiciennes théoriciennes les plus influentes du siècle moderne.

La théorie extradimensionnelle qu'elle a proposée, appelée « modèle de Randall-Sundrum », est considérée comme une piste pour résoudre de nombreux problèmes difficiles de la physique théorique moderne et sert de guide pour la conception de nouvelles expériences au Grand collisionneur de hadrons (LHC) situé à Genève, en Suisse.
Randall a également contribué à la cosmologie inflationnaire, à la théorie de la supersymétrie, à la théorie de la grande unification et à la théorie des cordes.
Pour ces travaux, la Société américaine de physique lui a décerné le prix de l'article le plus cité, et il a remporté de nombreuses distinctions prestigieuses en recherche universitaire, dont le prix de recherche de la Fondation Alfred Sloan. Il est également membre actif d'institutions académiques telles que l'Académie nationale des sciences et la Société américaine de philosophie, considérées comme des références en matière d'intelligence.

Ses réalisations ont été mentionnées dans divers médias scientifiques tels que Discovery, The Economist, Newsweek et Scientific American, ainsi que dans des revues académiques professionnelles telles que Physics Letters, Nature et Science, et des médias tels que Seed Magazine, Newsweek, Rolling Stone et Time ont également mis en lumière ses réalisations et son statut avec des titres tels que « 100 personnes les plus influentes au monde ».

Son premier ouvrage, « Warped Passages », et son second, « Knocking on Heaven's Door », ont été traduits et publiés dans plus de 30 pays, notamment en Occident, en Corée et au Japon, et sont devenus des best-sellers auprès de la communauté internationale de la littérature scientifique. Ils ont également été désignés « Livres de l'année » par divers médias, dont le New York Times.

Lisa Randle, la première femme à avoir été nommée professeure titulaire de physique au MIT et à Harvard, soutient activement la promotion des femmes dans les sciences à travers diverses activités publiques, en plus de ses recherches universitaires.
Lisa Randall se rendra en Corée le 12 juin pour assister à la conférence NPKI (New Physics @ Korea Institute, http://www.npki.org/) à l'Université de Corée. Outre ses conférences scientifiques, elle prévoit également de promouvoir la promotion des femmes scientifiques par le biais de conférences et d'événements publics.


NPKI (New Physics @ Korea Institute, http://www.npki.org/) est une conférence annuelle de physique théorique organisée par de jeunes physiciens théoriciens coréens, dont le professeur Seung-Jun Lee du département de physique de l'Université de Corée, et des physiciens de renommée internationale, comme Csaba Csaki du département de physique de l'Université Cornell. Cette conférence, qui en est à sa troisième édition, bénéficie d'une reconnaissance internationale. Elle réunit des chercheurs de premier plan issus des plus grandes institutions de physique au monde, telles que le CERN, le DESY et le FERMILAB, ainsi que des chercheurs d'universités de recherche de pointe en physique du monde entier, pour des débats passionnants.
Nous nous efforçons également de populariser la physique théorique en organisant des conférences publiques ouvertes au grand public et des événements spéciaux pour les futurs scientifiques.
Le thème de cette année est « La leçon à tirer des premiers résultats de la deuxième phase d'exploitation du LHC ».
Divers événements académiques sont prévus, dont une conférence publique de Lisa Randall.

Préface à « Matière noire et dinosaures »
L'univers et nous sommes liés par la matière noire !

Les termes « matière noire » et « dinosaures » sont rarement abordés ensemble.
Sauf dans des endroits comme les terrains de jeux, les clubs de jeux de rôle ou les films de Steven Spielberg qui ne sont pas encore sortis.
La matière noire est une substance mystérieuse présente dans l'univers. Elle interagit avec la matière ordinaire par le biais de la gravité, mais n'émet ni n'absorbe de lumière.
Les astronomes peuvent détecter l'influence gravitationnelle de la matière noire, mais ils ne peuvent pas la voir littéralement.
Au fait, les dinosaures… avons-nous vraiment besoin de les expliquer ?
Les dinosaures sont des vertébrés qui ont régné sur la terre ferme il y a entre 230 et 66 millions d'années.
La matière noire et les dinosaures relèvent tous deux du fantastique, mais il est probablement raisonnable de supposer que la matière physique invisible et les icônes biologiques populaires n'ont rien à voir l'une avec l'autre.
C'est peut-être bien vrai.
Cependant, l'univers est par définition une entité unique, et ses composantes interagissent théoriquement toutes entre elles.
Ce livre présentera un scénario spéculatif, proposé par mes collègues et moi-même, dans lequel nous soutenons que la matière noire pourrait être finalement (et indirectement) responsable de l'extinction des dinosaures.
Des paléontologues, des géologues et des physiciens ont découvert qu'il y a 66 millions d'années, un objet d'au moins 10 kilomètres de diamètre s'est écrasé sur Terre depuis l'espace, tuant tous les dinosaures terrestres.
Elle a également décimé les trois quarts des espèces ayant vécu sur Terre.
L'objet pourrait avoir été une comète provenant des confins du système solaire, mais personne ne sait pourquoi il a dévié de son orbite d'origine, pourtant fragilement stable.
Notre hypothèse est la suivante :
Lorsque le Soleil traverse le plan médian de notre galaxie – la Voie lactée –, la bande d'étoiles et de poussière brillante est visible dans le ciel d'une nuit claire.
- Le système solaire rencontre un disque de matière noire.
Le disque éjecterait alors un corps céleste lointain du Soleil, déclenchant une collision catastrophique.
Il existe également une grande quantité de matière noire autour de notre galaxie, formant un halo sphérique incroyablement lisse.
Cependant, la matière noire responsable de la disparition des dinosaures aurait été distribuée sous une forme très différente de la majeure partie de la matière noire présente dans l'univers.
Ce nouveau type de matière noire laisserait le halo inchangé, mais, interagissant différemment de la matière noire existante, il s'agglutinerait en un disque dans le plan médian de notre galaxie.
Cette zone mince peut être très dense.
Ainsi, lorsque notre système solaire le traversera, au fur et à mesure que le Soleil oscille de haut en bas sur son orbite autour de la galaxie, l'attraction gravitationnelle du disque sera exceptionnellement forte.
L'attraction gravitationnelle du disque est si forte qu'elle pourrait dévier les comètes du système solaire externe de leurs orbites.
Car là, le pouvoir du soleil de retenir et de contraindre les corps célestes est très faible face à cette force.
Ainsi, une comète qui dévie de sa trajectoire pourrait être éjectée du système solaire ou, plus grave encore, elle pourrait adopter une nouvelle orbite qui la propulserait vers le système solaire interne.
Il est alors possible qu'il atteigne la Terre.
Pour être honnête dès le départ : je ne sais pas encore si cette idée est correcte.
Parmi la matière noire, la seule qui puisse avoir un effet mesurable sur les êtres vivants (ou, à proprement parler, sur ceux qui ne sont plus en vie) est un nouveau type de matière noire que nous n'avions pas anticipé auparavant.
Ce livre présente une hypothèse révolutionnaire sur la matière noire, un phénomène surprenant et influent.
Mais ces conclusions, bien que stimulantes, ne constituent pas le sujet principal du livre.
L'histoire de la comète qui a anéanti les dinosaures est tout aussi importante que le contexte et les données scientifiques qui l'entourent.
Cela inclut la cosmologie et les études du système solaire, qui disposent de cadres académiques beaucoup mieux établis.
Je m'estime chanceux que les sujets que j'étudie m'amènent souvent à me poser de grandes questions.
Ce sont des exemples de questions comme celles-ci.
De quoi est faite la matière ? Quelles sont les propriétés de l’espace et du temps ? Comment tout ce que nous voyons aujourd’hui dans l’univers a-t-il évolué pour donner naissance au monde ? J’espère que ce livre nous permettra d’aborder nombre de ces questions.
Dans le cadre de mes recherches, que je présenterai ci-dessous, je me suis surprise à réfléchir de manière générale à la cosmologie, à l'astrophysique, à la géologie et même à la biologie.
L'accent reste mis sur la physique fondamentale.
Mais j'ai consacré ma vie à l'étude de la physique des particules plus conventionnelle – les unités de base qui composent des matériaux familiers comme le papier ou l'écran sur lequel vous lisez ceci.
— C’était rafraîchissant de voir ce que l’on savait du monde obscur – et ce que l’on allait bientôt découvrir.
Il en allait de même pour la signification des processus physiques fondamentaux du système solaire et de la Terre.
Ce livre explique ce que nous savons actuellement de l'univers, de notre galaxie et de notre système solaire, et examine les conditions qui doivent être réunies pour qu'un environnement habitable se développe et que la vie existe sur Terre.
Nous parlerons de la matière noire et de l'univers, mais nous explorerons également les comètes, les astéroïdes, ainsi que l'apparition et l'extinction de la vie.
Nous nous concentrons plus particulièrement sur le corps céleste qui est tombé du ciel sur Terre et qui a tué non seulement les dinosaures terrestres, mais aussi d'innombrables autres formes de vie sur Terre.
J'espère que ce livre vous aidera à mieux comprendre ce qui se passe aujourd'hui en vous présentant les nombreuses relations extraordinaires qui rendent notre existence possible.
Lorsque nous pensons à notre planète actuelle, ne serait-il pas judicieux de mieux comprendre le contexte dans lequel elle s'est développée ?
En commençant à explorer les concepts qui sous-tendent la conception de ce livre, je n'ai pu m'empêcher d'être frappé d'admiration et de fascination.
Ce n'était pas seulement dû à ce que nous savions de notre environnement – ​​local, solaire, galactique et cosmique.
C’était aussi parce que, assis sur cette petite planète qui nous avait été donnée par hasard, nous espérions finalement en comprendre davantage.
J'ai également été bouleversé par la prise de conscience des nombreuses relations entre les différents phénomènes qui nous ont permis d'exister ici.
Pour être clair, mes opinions ne sont pas religieuses.
Je ne ressens pas le besoin d'attribuer à cela un but ou une signification quelconque.
Mais à mesure que je comprenais plus profondément l'immensité de l'univers, notre passé et la façon dont tout cela s'articule, je n'ai pu m'empêcher de ressentir ce que l'on appelle souvent des émotions religieuses.
De tels sentiments permettent à chacun de prendre du recul sur l'absurdité de la vie quotidienne.
Ces nouvelles recherches m'ont offert une nouvelle perspective sur le monde, sur les nombreux éléments de l'univers qui ont donné naissance à la Terre et à nous-mêmes.
Étant originaire du Queens, j'ai grandi en voyant beaucoup de bâtiments impressionnants de New York, mais peu de nature.
La nature que j'avais rencontrée était principalement aménagée en parcs et en pelouses, et conservait donc à peine sa forme originelle d'avant l'arrivée de l'homme.
Mais lorsque nous marchons sur la plage, nous marchons en réalité sur des organismes finement broyés.
Par-dessus la couche protectrice de ces créatures.
Les falaises calcaires que l'on voit sur les plages et dans la campagne ont également été créées par des créatures qui vivaient il y a des millions d'années.
Les montagnes se sont formées lors de la collision des plaques tectoniques, et le magma en fusion qui a provoqué ce mouvement a été créé par des matériaux radioactifs enfouis près du noyau terrestre.
L'énergie dont nous disposons provient des réactions nucléaires qui se produisent au cœur du soleil.
Depuis la première réaction nucléaire, son énergie a été transformée et stockée de diverses manières.
Bon nombre des ressources que nous utilisons sont des éléments lourds provenant de l'espace.
Ce sont des objets que des astéroïdes ou des comètes ont déposés sur la surface de la Terre.
Certains acides aminés ont été apportés par des météorites, et peut-être que ces météorites ont apporté la vie, ou les germes de la vie, sur Terre.
Et avant que tout cela n'arrive, la matière noire s'est effondrée en amas qui ont attiré davantage de matière par leur gravité, et ces amas se sont finalement transformés en galaxies, en amas de galaxies et en étoiles comme le Soleil.
En général, les biens matériels, aussi importants soient-ils à nos yeux, ne représentent pas toute l'histoire.
Il est facile de se bercer d'illusions et de croire que nous vivons dans un environnement autosuffisant, mais chaque jour, à l'aube et au crépuscule, la lune et des étoiles plus lointaines apparaissent, nous rappelant que notre planète n'est pas seule dans l'univers.
Les étoiles et les nébuleuses témoignent que nous faisons partie d'une galaxie au sein d'un univers beaucoup plus vaste.
La Terre orbite autour du Soleil, et les saisons qui en résultent nous rappellent notre orientation et notre position dans le système solaire.
Le fait que nous mesurions le temps en jours et en années témoigne également de l'importance que nous accordons à l'environnement.

***

Au cours de mes recherches et de mes lectures préparatoires à cet ouvrage, quatre leçons marquantes m'ont particulièrement interpellée et je souhaite les partager avec vous.
Ce que je chéris personnellement, c'est la satisfaction que je retire de la compréhension de la manière dont les nombreux éléments de l'univers sont connectés de façon diverse et étonnante.
Au niveau le plus fondamental, la plus grande leçon est que la physique des particules élémentaires, la physique de l'univers et la biologie de la vie sont toutes liées.
Non pas dans un sens New Age, mais de manières étonnantes qui méritent d'être comprises.
La Terre reçoit constamment des impacts de matière provenant de l'espace.
Cependant, la Terre entretient une relation d'amour-haine avec son environnement.
La Terre tire profit de ce qui nous entoure, mais la plupart de ces éléments sont aussi mortels.
La situation géographique de la Terre nous assure une température idéale, les planètes extérieures dévient les astéroïdes et les comètes qui s'approchent afin qu'ils n'entrent pas en collision avec la Terre, la distance entre la Lune et la Terre est parfaite pour stabiliser notre orbite et prévenir les variations de température extrêmes, et le système solaire externe nous protège des dangereux rayons cosmiques.
Les météorites tombées sur Terre ont peut-être apporté des ressources vitales à la vie, mais elles ont aussi influencé son évolution de manière plus néfaste.
Au moins un de ces corps célestes est certainement à l'origine de l'extinction qui a dévasté la vie il y a 66 millions d'années.
Cet astre a anéanti les dinosaures terrestres, mais il a aussi ouvert la voie à l'essor des grands mammifères, dont nous.
La deuxième leçon est — et c'est également impressionnant.
- Parmi les avancées scientifiques dont je parlerai, beaucoup sont récentes.
On pourrait sans doute faire cette affirmation à n'importe quel moment de l'histoire de l'humanité, mais cela n'en diminue en rien la validité.
Cela signifie que nos connaissances ont énormément progressé au cours des [insérer le nombre contextuel ici] dernières années.
Dans l'étude que je vais présenter, ce nombre est inférieur à 50 ans.
Au fil de mes propres recherches et de la lecture des travaux d'autres chercheurs, je suis constamment étonné de constater combien de découvertes récentes sont nouvelles et révolutionnaires.
Les scientifiques ont fait preuve d'une créativité et d'une ténacité inébranlables dans leurs efforts pour intégrer à la science ce que nous avons découvert sur le monde – des découvertes souvent surprenantes, toujours fascinantes et parfois effrayantes.
Les connaissances scientifiques présentées dans ce livre s'inscrivent dans une histoire plus vaste.
L'histoire au sens large pourrait s'étendre sur 13,8 milliards d'années ou 4,6 milliards d'années, selon que l'on se concentre sur l'univers ou sur le système solaire.
Cependant, l'histoire des tentatives humaines pour expliquer ces idées ne remonte qu'à environ un siècle.
Les dinosaures se sont éteints il y a 66 millions d'années, mais ce n'est que dans les années 1970 et 1980 que les paléontologues et les géologues ont commencé à déduire la nature de cette extinction.
Une fois les hypothèses valides formulées, il n'a fallu que quelques décennies à la communauté scientifique pour pouvoir les évaluer plus en détail.
De plus, on ne peut pas dire que le moment choisi soit une pure coïncidence.
Il se trouve que des astronautes ont atterri sur la Lune et ont pu observer les cratères de près, ce qui a rendu le lien entre l'extinction et les corps extraterrestres plus crédible.
Les cratères lunaires témoignaient de façon éclatante du dynamisme du système solaire.
Au cours des 50 dernières années, des progrès significatifs en physique des particules et en cosmologie nous ont permis d'en apprendre davantage sur le modèle standard.
Le modèle standard est un modèle qui décrit les constituants fondamentaux de la matière tels que nous les comprenons aujourd'hui.
Ce n'est qu'au cours des dernières décennies du XXe siècle que l'on a découvert la quantité de matière noire et d'énergie sombre dans l'univers.
Durant cette période, nos connaissances du système solaire ont également évolué de manière significative.
C’est dans les années 1990 que les scientifiques ont découvert des objets de la ceinture de Kuiper près de Pluton, confirmant ainsi que Pluton n’orbite pas seule.
C’est pourquoi le nombre de planètes a diminué, mais c’est parce que la science que vous avez pu apprendre à l’université est aujourd’hui plus riche et plus complexe.
La troisième leçon importante concerne le rythme du changement.
La sélection naturelle permet aux espèces de s'adapter lorsqu'elles ont le temps d'évoluer.
Mais de telles adaptations ne peuvent englober des changements extrêmes.
Parce que cela se produit trop lentement pour que cela soit possible.
Les dinosaures n'étaient pas préparés à la météorite de 10 kilomètres de diamètre qui a frappé la Terre.
Ils n'ont pas su s'adapter.
Ceux qui étaient collés au sol, ceux qui étaient trop gros pour s'enfouir dans le sol, n'avaient nulle part où fuir pour survivre.
Chaque fois qu'une nouvelle idée ou technologie émerge, le débat sur la question de savoir s'il s'agira d'un changement catastrophique ou progressif joue souvent un rôle important.
La clé pour comprendre la plupart des nouveautés — qu'elles soient scientifiques ou autres — réside dans la rapidité des processus qui les sous-tendent.
On dit souvent que certains développements, comme ceux issus de la recherche génétique ou d'Internet, sont d'une ampleur et d'un caractère spectaculaires sans précédent.
Mais ce n'est pas tout à fait exact.
Des événements survenus il y a des centaines d'années, qui ont permis une meilleure compréhension des maladies et du système circulatoire, ont engendré des changements tout aussi profonds que ceux observés aujourd'hui en génétique.
L’impact du langage écrit, puis de l’imprimerie, sur notre façon d’acquérir des connaissances et de penser n’a pas été moins important que celui d’Internet.
Comme pour ces évolutions, la rapidité est un facteur crucial dans les changements actuels.
Ce sujet est valable non seulement pour les processus scientifiques, mais aussi pour les changements environnementaux et sociaux.
Si les destructions causées par les météorites ne constituent peut-être pas une préoccupation majeure pour nous aujourd'hui, l'accélération du rythme des changements environnementaux et de l'extinction des espèces est susceptible d'en être une source d'inquiétude importante.
Et l'impact serait comparable à bien des égards à celui d'une météorite.
Un autre objectif, si manifeste dans ce livre qu'on pourrait difficilement le qualifier de caché, est non seulement de nous aider à mieux comprendre le processus remarquable qui nous a conduits à notre situation actuelle, mais aussi de nous encourager à utiliser ce savoir avec sagesse.
Or, la quatrième leçon importante réside dans la remarquable capacité de la science à décrire les composantes du monde caché et son développement.
Et que pouvons-nous espérer comprendre de plus sur l'univers ?
De nos jours, le concept du multivers, qui désigne d'autres univers inaccessibles à nous, fascine beaucoup de gens.
Mais tout aussi fascinants sont les mondes qui restent cachés, et que nous avons pourtant l'opportunité d'explorer et de mieux connaître – qu'ils soient biologiques ou physiques.
Dans ce livre, j'espère vous montrer combien il peut être inspirant de réfléchir à ce que nous savons.
Bien sûr, cela s'applique également aux choses que nous espérons ou pensons découvrir à l'avenir.

***

Le livre commence par expliquer la cosmologie.
La cosmologie est la science qui étudie comment l'univers a évolué jusqu'à son état actuel.
Dans la première partie, nous présenterons la théorie du Big Bang, la théorie de l'inflation cosmique rapide et la composition de l'univers.
Nous expliquerons également la matière noire, comment nous sommes sûrs de son existence et pourquoi elle est importante pour la structure de l'univers.
La matière noire représente 85 % de toute la matière de l'univers, contre la matière ordinaire – celle que l'on trouve dans les étoiles, les gaz et les êtres humains.
- Cela ne représente que 15 %.
Cependant, les gens s'intéressent principalement à l'existence et à la pertinence des choses ordinaires.
Il faut reconnaître que la matière ordinaire interagit beaucoup plus fortement.
Mais comme dans toute société humaine, il n'est pas rationnel de concentrer toute son attention sur un petit nombre de personnes relativement influentes.
Les 15 % de matière que nous pouvons voir et sentir, la partie dominante, ne représentent qu'une partie de l'histoire.
Je vais donc expliquer le rôle crucial que joue la matière noire dans l'univers – à la fois dans la formation des galaxies et des amas de galaxies à partir du plasma amorphe de l'univers primitif – et dans le maintien de la stabilité des structures astronomiques actuelles.
La deuxième partie restreint notre champ d'étude au système solaire.
Bien sûr, le système solaire à lui seul suffirait à remplir un livre entier, voire une encyclopédie.
Par conséquent, je me concentrerai uniquement sur les éléments susceptibles d'être liés aux dinosaures.
Météoroïdes, astéroïdes et comètes.
Nous parlerons des corps célestes qui, nous le savons, ont percuté la Terre par le passé, et nous parlerons également des corps célestes qui, selon nous, pourraient percuter la Terre à l'avenir.
Nous examinerons les preuves étayant l'hypothèse selon laquelle des extinctions ou des impacts de météorites se sont produits périodiquement, environ tous les 30 millions d'années, et bien que ces preuves soient faibles, il ne faut pas les écarter.
Dans la deuxième partie, nous parlerons également de la formation et de la destruction de la vie.
Nous passerons en revue ce que nous savons de cinq extinctions massives, y compris l'événement catastrophique qui a anéanti les dinosaures.
La dernière partie, la partie 3, intégrera les concepts introduits dans les parties 1 et 2, en commençant par une discussion sur les modèles de matière noire.
Parmi les différentes hypothèses qui spéculent sur l'identité de la matière noire, j'expliquerai d'abord les modèles les plus connus, puis je présenterai de nouvelles hypothèses.
Il s'agit de l'hypothèse de la matière noire interagissante qui a été brièvement évoquée plus haut.
Tout ce que nous savons pour l'instant, c'est que la matière noire et la matière ordinaire interagissent gravitationnellement.
L'influence de la gravité étant généralement très faible, nous ne pouvons percevoir que l'influence gravitationnelle des grandes masses, comme celle de la Terre ou du Soleil.
Même cela est assez faible.
Ne pourrions-nous pas vaincre la gravité de la Terre entière et ramasser un trombone avec un simple petit aimant ?
Mais peut-être que la matière noire subit également d'autres forces.
Notre nouveau modèle remet en question les hypothèses — et les préjugés — selon lesquels la matière ordinaire que nous connaissons interagit par le biais de forces — telles que les forces électromagnétiques, faibles et fortes nucléaires — et qu'elle serait spéciale.
Il est vrai que ces forces de la matière sont beaucoup plus fortes que la gravité et expliquent nombre de propriétés intéressantes du monde.
Mais que se passerait-il si la matière noire subissait également des interactions autres que la gravité ? Si tel était le cas, le pouvoir de la matière noire pourrait fournir des preuves spectaculaires reliant la matière fondamentale aux phénomènes macroscopiques.
Cette relation est plus profonde que toutes les relations que nous connaissons déjà.
En théorie, presque tout dans l'univers interagit avec tout le monde.
La plupart des interactions sont si faibles que nous ne pouvons pas les détecter facilement.
Nous ne pouvons observer que ce qui nous affecte de manière perceptible.
Si quelque chose n'a qu'un impact minime et que nous le subissons, nous risquons de ne pas le remarquer même s'il est juste sous nos yeux.
C’est peut-être la raison pour laquelle les particules individuelles de matière noire – peut-être présentes tout autour de nous – sont restées insaisissables jusqu’à présent.
La troisième partie expliquera comment une réflexion plus large sur la matière noire — c’est-à-dire se demander si l’univers sombre doit être simple compte tenu de la complexité du nôtre — nous a amenés à envisager de nouvelles possibilités.
Peut-être qu'une partie de la matière noire possède ses propres pouvoirs.
Si vous voulez, vous pouvez appeler ce pouvoir la lumière sombre.
Dans ce cas, la majeure partie de la matière noire se situerait dans les 85 % relativement insignifiants, tandis que la matière noire que nous proposons se rapprocherait davantage de la classe moyenne progressant vers les couches supérieures.
Parce qu'elle sait interagir de la même manière que la matière ordinaire.
Ces interactions nouvellement ajoutées influenceront la composition des galaxies et permettront à de nouveaux types de matière noire d'influencer les mouvements des étoiles et autres corps célestes dans le domaine de la matière ordinaire.
Au cours des cinq prochaines années, les observations satellitaires permettront de mesurer la forme, la composition et les propriétés des galaxies avec une précision inégalée.
Les résultats nous en apprendront beaucoup sur l'environnement de notre galaxie et confirmeront également les conjectures que j'ai présentées dans ce livre.
L'existence de tels effets observables signifie que le concept de matière noire et nos modèles de celle-ci constituent une science solide qui mérite d'être explorée.
Même si la matière noire n'est pas ce qui nous compose, vous et moi.
Les résultats de notre modèle peuvent également inclure les impacts de météoroïdes.
Et l'un de ces événements de collision pourrait bien avoir été le lien entre la matière noire et l'extinction des dinosaures, comme le suggère le titre du livre.
L'univers que révèlent les connaissances et les concepts de base qui relient ces phénomènes est un univers tridimensionnel incroyablement vaste.
L’objectif de ce livre est de partager ces idées avec vous, en vous encourageant à explorer, savourer et soutenir l’incroyable richesse du monde.


De la physique extradimensionnelle à la matière noire et à l'avenir de la vie sur Terre.
Couvrant la physique, les sciences de la vie, l'astronomie et les sciences de la Terre
La vision intellectuelle élargie de Lisa Randle

« La physicienne de renommée mondiale Lisa Randall propose une nouvelle perspective sur l’une des affaires de meurtre les plus anciennes et les plus mystérieuses au monde : la disparition des dinosaures. »
Avec un style vivant et des explications étonnamment accessibles, il expose de manière convaincante un nouveau suspect qui pourrait finalement être responsable de la mort.
« Il s’agit d’une nouvelle forme de matière noire. »
— Max Tegmark (physicien, auteur de Notre univers mathématique)

« Des dinosaures à l’ADN, en passant par les comètes, la matière noire et bien plus encore, Lisa Randall est la seule personne capable de nous emmener dans un voyage scientifique aussi passionnant, à la découverte du passé et de l’avenir de notre espèce. »
« Les recherches de Randall sont rigoureuses, son histoire est poignante et son récit est tellement captivant que je n'ai pas pu lâcher le livre. »
-Siddhartha Mukherjee (médecin, auteur de Cancer : une brève histoire de l'empereur de toutes les maladies)

« On trouve dans ce livre une remarquable fusion intellectuelle. »
Lisa Randall, l'une des plus grandes physiciennes théoriciennes au monde, combine la cosmologie, l'astronomie, la physique des particules et la science de la vie sur Terre pour révéler l'existence de forces entièrement nouvelles dans la nature, dont nous ignorons tout.
Dans ce livre, Lisa Randall remet en question avec audace ce que nous ignorons, comme l'ont toujours fait les grands physiciens.
— Brian Cox (Professeur de physique à l'Université de Manchester, auteur de L'Univers quantique)

« Ce livre stimulant explique comment des scientifiques comme Randall ont mis au jour les liens profonds entre l’existence humaine et l’univers dans son ensemble. »
« C’est un excellent livre. »
Timothy Ferriss (Professeur émérite à l'Université de Californie à Berkeley, auteur de L'avènement de l'ère galactique et du Temps de ressentir l'univers)

« L’émerveillement et la curiosité de Lisa Randall pour le monde et l’univers transparaissent à chaque page, donnant au livre une impression de vie et de dynamisme. »
L'un des plus grands talents de Randall est sa capacité à transformer des sujets complexes en récits captivants qui tiennent les lecteurs en haleine.
« Ce livre est une expérience fantastique et révélatrice. »
— Augustine Burroughs (auteur de Courir avec des ciseaux)

« Ce livre fascinant et perspicace réunit avec brio les domaines disparates de la cosmologie et de la biologie. »
L'hypothèse de Randall est que la matière noire a provoqué une perturbation dans le nuage d'Oort, déclenchant une chaîne d'événements qui a conduit à l'extinction de tous les dinosaures à l'exception des oiseaux.
Cette théorie simple et élégante fournit enfin une explication plausible aux extinctions massives.
« Un ouvrage indispensable pour tous ceux qui se soucient des dangers qui menacent la vie sur Terre. »
— Jack Horner (boursier MacArthur, auteur de Comment construire un dinosaure)

« Ce livre, à la fois scientifique et poétique par nature, nous conduit pas à pas vers une vision sublime à laquelle nous ne nous attendions pas. »
« Un ouvrage incontournable pour quiconque souhaite obtenir la pleine citoyenneté en tant que citoyen de l'univers. »
-Walter Kern (auteur de Blood Is Thicker Than Water et Up in the Air)

Ce livre explore tous les aspects de l'univers, des vastes étendues de la cosmologie aux domaines microscopiques de la physique des particules. Il constituera le guide de référence pour les passionnés de science désireux de comprendre le rôle du LHC.
-Elon Musk (PDG de Tesla Motors, SpaceX, cofondateur de PayPal)

Ce livre explique clairement les principes fondamentaux de la recherche en physique moderne et la nature des expériences récentes.
Le commentaire de Lisa Randle est également l'une des meilleures explications pour les non-physiciens.
Si vous voulez comprendre comment notre avenir va évoluer, ce livre est une lecture incontournable.
-Craig Venter (le premier synthétiseur de vie artificielle et déchiffreur du génome humain)

De nombreux livres élèvent notre esprit.
Ce livre possède tous les avantages de ces autres livres.
Ce livre décrit l'une des plus grandes entreprises scientifiques de l'histoire.
Elle vise à expliquer les phénomènes les plus rapides, les plus vastes et les plus puissants de notre univers, et à répondre aux questions les plus profondes sur la réalité physique de la nature qui nous interpellent.
La présentation lucide et éclairante que fait Lisa Randle des nombreuses idées qui émergent et prennent forme à l'avant-garde de la physique moderne est éblouissante et inspirante.
Je salue ses efforts pour défendre la science et la raison.
La lecture de ce livre aujourd'hui sera le point de départ pour comprendre la science de demain.
— Steven Pinker (auteur de L'Instinct du langage et de La Table rase, professeur à Harvard)

Un ouvrage incontournable pour tous ceux qui vivent dans un univers rempli de mystères.
-Hitoshi Murayama (Directeur, Organisation Kavli pour l'astrophysique et les mathématiques, Institut international d'études avancées, Université de Tokyo)

Lisa Randle est littéralement une créature rare.
C'est un physicien de génie qui écrit des livres et donne des conférences de manière à ce que même ceux d'entre nous qui ne le sont pas puissent comprendre.
Ce livre guidera les non-spécialistes à travers les rouages ​​de l'univers, un espace auparavant inaccessible même aux plus inexpérimentés.
-Lawrence Summers (ancien doyen de la Harvard Graduate School)

Un véritable festin littéraire, d'une honnêteté et d'une beauté exceptionnelles.
Je salue son calme et sa persuasion, ainsi que ses commentaires fondés sur des données scientifiques.
C'est comme si le Magicien vous avait invité à voyager dans le monde d'Oz.
-New Scientist

Elle est véritablement une mine d'idées.
Son style, et surtout son enthousiasme débordant pour la physique, sont ce qui permet à ce livre de toucher un public plus large.
-Scientifique américain

Lisa Randall est probablement l'une des physiciennes modernes les plus originales.
Dans cet ouvrage, elle établit avec brio les liens entre les similitudes et les différences entre le savoir scientifique et la beauté artistique.
Avant de lire ce livre, quelqu'un aurait-il songé à comparer la sculpture à symétrie brisée de Richard Serra avec le Modèle Standard ?
-Revue de livres du New York Times