introduction

Partie 1 : Étoiles, planètes et vie
1 La taille et l'échelle de l'univers
2 Du ciel à l'orbite de la planète
3 lois de Newton
4 Comment les étoiles émettent-elles de l'énergie (I)
5 Comment les étoiles rayonnent de l'énergie (II)
Spectre 6 étoiles
La vie et la mort de 7 étoiles (I)
La vie et la mort de 8 étoiles (II)
9 Pourquoi Pluton n'est pas une planète
Découvrir la vie dans 10 galaxies

Partie 2 Galaxie
11 Matière interstellaire
12 Notre Voie lactée
L'Univers des 13 Galaxies
14 L'Univers en expansion
15 Univers primitif
16 quasars et trous noirs supermassifs

Troisième partie : Einstein et l'Univers
17 Le parcours d'Einstein vers la théorie de la relativité
18 La signification de la relativité restreinte
19 La théorie de la relativité générale d'Einstein
20 trous noirs
21 Cordes cosmiques, trous de ver et voyage dans le temps
22 La forme de l'univers et le Big Bang
23. Inflation et développements récents en cosmologie
24 Notre avenir dans l'espace
Annexe 1 Démonstration de E=mc²
Annexe 2 : Bekenstein, entropie des trous noirs et information
principal
Note du traducteur
Livres recommandés
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★Le meilleur livre d'introduction à l'astrophysique reconnu internationalement★
Mention honorable dans la catégorie Cosmologie/Astronomie du prix PROSE 2017, décerné par l'Association des éditeurs américains
Livres scientifiques exceptionnels pour jeunes adultes de 2018, sélectionnés par l'Association américaine pour l'avancement des sciences (AAAS)
[New York Times], [Amazon] Meilleure vente, [Nature], [Science] Livre recommandé
[Men's Journal] Sélectionné comme livre exceptionnel de 2016
[Symétrie] Sélectionné comme livre de physique de l'année 2016
Le meilleur livre de non-fiction de 2016 selon Ars Technica
Les meilleurs livres scientifiques de 2016 selon Forbes.com


Un guide spatial pour les citoyens de l'espace
L'astronomie des arts libéraux de l'Université de Princeton dans les livres

En 1998, l'université de Princeton a conçu un cours d'astrophysique destiné aux étudiants de premier cycle non scientifiques, c'est-à-dire à ceux qui n'avaient jamais suivi de cours de sciences, et a nommé trois professeurs.
Neil deGrasse Tyson, directeur du planétarium Hayden du Musée américain d'histoire naturelle, et Michael A.
Strauss, J.
Richard Gott était le protagoniste.
Jusqu'en 2007, date à laquelle le magazine Time a nommé Tyson parmi les « 100 personnes les plus influentes au monde », ses conférences ont continué d'être saluées comme des « conférences magistrales qui nous permettent de comprendre l'univers » grâce à la collaboration de trois personnes.
De plus, ils souhaitaient publier les conférences sous forme de livre à l'intention du grand public désireux de mieux comprendre l'univers, et ce livre, « Bienvenue dans l'Univers », reflète toutes les connaissances astronomiques les plus récentes ajoutées après les conférences.
Ce livre est devenu un best-seller du New York Times dès sa parution en 2016 et a été salué comme le meilleur ouvrage d'introduction à l'astrophysique depuis Cosmos.


L'astrophysique est un domaine scientifique de pointe qui continue de produire des découvertes majeures et des prix Nobel en quelques décennies seulement, de quoi modifier les manuels scolaires.
À l'inverse, il arrive que l'on se demande si nos connaissances actuelles en astrophysique sont restées bloquées au niveau d'il y a dix ans.
Alors que nous nous efforçons d'établir des colonies spatiales, « Bienvenue dans l'Univers » offre une explication accessible des différents domaines de l'astrophysique, des principes fondamentaux aux découvertes les plus récentes. Ce livre permettra aux lecteurs de retracer rapidement l'histoire de l'astronomie.


Neil Tyson, auteur de la première partie (Étoiles et Planètes), compte plus de 12 millions d'abonnés sur Twitter et a fait des apparitions sous son vrai nom dans des séries comme Les Simpson, The Big Bang Theory et Batman v Superman. Il est le plus grand vulgarisateur scientifique depuis Carl Sagan et une figure emblématique de l'astrophysique contemporaine.
Tyson travaille à l'Université de Princeton depuis 1994, où il a occupé les postes de chercheur postdoctoral et de professeur invité, enseignant directement aux étudiants.
Ce livre témoigne du talent extraordinaire du professeur Tyson pour transmettre des concepts complexes et difficiles dans un langage et des métaphores que le grand public peut facilement comprendre.

Michael A., qui a écrit la deuxième partie (Galaxie),
Strauss était l'astronome d'observation qui, en 1998, a utilisé le Sloan Digital Sky Survey (SDSS) pour découvrir le quasar le plus éloigné connu à l'époque (il s'agissait d'une observation de lumière émise lorsque l'univers avait 850 millions d'années, ce qui signifie qu'il avait quitté le ciel il y a environ 13 milliards d'années).
Ce record a été battu par une autre équipe de recherche en 2011).
Strauss explique clairement la structure des galaxies, la théorie du Big Bang, les quasars et les trous noirs grâce à des images étonnantes prises par le télescope spatial Hubble et les satellites d'exploration spatiale.

J., qui a écrit la partie 3 (Cosmologie),
Richard Gott est un astrophysicien de renommée mondiale qui a découvert la solution exacte des équations de champ de la relativité générale pour les deux cordes de l'univers et a expliqué la structure de la toile cosmique par l'inflation.
En 2003, le Grand Mur de Sloan, dans une galaxie située à environ 1,4 milliard d'années-lumière, a été découvert et inscrit dans le Livre Guinness des records comme la plus grande structure connue à l'époque dans l'univers.
Non seulement Gott explique la théorie de la relativité d'Einstein plus facilement que n'importe quel autre livre sur le marché, mais il aborde également diverses théories cosmologiques modernes telles que le multivers, l'univers bulle, la théorie des cordes, les tunnels quantiques, l'univers hyperbolique, et des sujets intéressants comme le voyage dans le temps et la colonisation spatiale.


L'université de Princeton est réputée pour ses physiciens tels qu'Einstein et Feynman, mais elle a également joué un rôle particulièrement pionnier en astronomie. Princeton a formé des astronomes comme Henry Norris Russell, qui a développé le diagramme HR ; Lyman Spitzer, le père du télescope spatial Hubble ; et Robert Dickey, James Peebles, David Wilkinson et Peter Roll, qui ont prédit et expliqué le fond diffus cosmologique, prouvant ainsi la théorie du Big Bang. (La sonde WMAP, qui a observé l'anisotropie du fond diffus cosmologique et révélé l'existence de la matière noire et de l'énergie sombre, porte également le nom de Wilkinson.)
Désormais disponible sous forme de livre, cette série de conférences renommée, qui a réuni des scientifiques travaillant dans le berceau le plus prolifique de l'astrophysique moderne et les plus grands commentateurs scientifiques du monde, explique tout sur l'univers d'une manière que même le grand public peut comprendre.


« Bienvenue dans l’espace »
L'introduction à l'astrophysique la plus conviviale que vous ayez jamais rencontrée

Ce livre est une introduction à l'astrophysique destinée au grand public. Conçu pour les néophytes dès le départ, il explique les bases de l'astrophysique de manière claire et accessible.
Par exemple, dans le chapitre 1, Tyson commence par 1 et augmente progressivement les nombres pour donner au lecteur une idée de l'échelle de l'univers.
100 milliards de hamburgers (il donne également une explication réaliste selon laquelle si vous aligniez autant de hamburgers, ils feraient 216 fois le tour de la Terre et iraient jusqu'à la lune et reviendraient), des humains de Cro-Magnon d'il y a un billion de secondes, 1 000 billions de fourmis, 100 quintillions de grains de sable sur 10 plages de Copacabana… … et enfin, 100 ans — le nombre d'étoiles dans l'univers observable.
Ensuite, en augmentant progressivement le niveau de compréhension de la rotation et de la révolution de la Terre, des constellations et des phases de la lune, elle corrige de nombreuses idées fausses en astronomie, telles que : « Le jour s’allonge en hiver et raccourcit en été », « L’étoile polaire est la 45e étoile la plus brillante du ciel nocturne » et « Il y a 13 constellations dans le zodiaque, et non 12. » (Par conséquent, tous les horoscopes quotidiens sont décalés d’un mois.)


Contrairement à d'autres ouvrages scientifiques austères disponibles sur le marché, ce livre intègre activement les anecdotes personnelles des auteurs pour transmettre des connaissances complexes en astrophysique de manière simple et ludique.
Avec son humour habituel, Tyson raconte comment il a prénommé sa fille « Miranda », en référence à une lune d'Uranus, et comment il a été surpris d'être invité à l'avant-première de son premier film, [Contact]. Strauss, quant à lui, retrace l'histoire de notre galaxie à travers la beauté inoubliable de la Voie lactée qu'il a contemplée à l'observatoire de Cerro Tololo au Chili durant ses années de jeunesse. Gott, de son côté, calcule la durée de vie future de l'humanité en se basant sur sa visite du mur de Berlin pendant ses études. Enfin, il évoque le lancement d'Apollo 11 auquel il a assisté, livrant un récit poignant de la conquête spatiale et des défis auxquels l'humanité est confrontée.


De plus, les auteurs utilisent de riches analogies pour expliquer des concepts scientifiques complexes et difficiles d'une manière qui les rend accessibles.
La célèbre analogie de Strauss avec le pain et les raisins secs illustre magnifiquement l'idée que le Big Bang était une expansion de l'espace lui-même, et qu'il n'y avait pas de centre particulier à l'expansion de l'univers.
Goat utilise le postulat ingénieux de la « veste venue du futur » pour présenter clairement les concepts de voyage dans le temps et de lignes temporelles, et révèle diverses caractéristiques des trous noirs à travers une communication virtuelle entre un professeur et un étudiant diplômé partis les explorer.
Le talent de Tyson pour expliquer des concepts difficiles à travers des métaphores brille particulièrement dans ce livre.
Il explique la relation entre la distance et la luminosité des étoiles à l'aide d'un pistolet à beurre (une invention fictive qui projette du beurre pour tartiner du pain), et explique les différents spectres émis par les étoiles en utilisant la métaphore d'un chêne et d'un écureuil.
Il explique également que la densité d'une étoile à neutrons équivaut à comprimer 100 millions d'éléphants à la taille d'un dé à coudre, et que l'énergie nécessaire pour gravir une falaise de 20 000 kilomètres sous l'effet de la gravité terrestre (même en grimpant à 100 mètres par heure pendant 24 heures d'affilée, cela prendrait plus de 22 ans) est équivalente à l'énergie nécessaire pour passer d'une étoile à neutrons à une feuille de papier.



De la théorie du Big Bang à la théorie M
Au-delà de la connaissance, incarner les principes

« Bienvenue dans l'Univers » ne se contente pas de fournir des connaissances variées sur l'univers, mais s'attache également à comprendre les méthodes utilisées par les scientifiques pour le comprendre et les principes de l'exploration.
Comme l'a écrit le magazine Science, « le plus grand mérite de ce livre n'est pas tant ce que nous savons de l'univers que la manière dont nous le connaissons ». Les auteurs expliquent en détail comment calculer les distances des étoiles à l'aide de la parallaxe, comment mesurer la vitesse de la lumière, comment déterminer la luminosité et la taille d'une étoile à partir de son spectre, comment utiliser le décalage vers le rouge et les étoiles variables pour déterminer les distances et les vitesses des galaxies, ainsi que les mécanismes de la fusion nucléaire au sein des étoiles et l'évolution des étoiles (comment une étoile de la séquence principale devient une géante rouge puis explose en supernova pour devenir une étoile à neutrons ou un trou noir).
En particulier, au lieu de simplement introduire les lois de Kepler et de Newton, les équations de la relativité d'Einstein, la fonction de Planck, la loi de Stefan-Boltzmann, l'équation de Drake, etc., l'ouvrage présente le processus précis de dérivation des formules afin que chacun puisse le suivre.


Bien que ce livre soit un texte d'introduction, il inclut également de nombreuses découvertes et théories de pointe en astrophysique, telles que le multivers, la théorie des cordes et la théorie M.
Outre la controverse entourant l'expulsion de Pluton, nous abordons la signification des planètes en présentant des milliers de planètes nouvellement découvertes en orbite autour d'autres étoiles, nous examinons la signification des ondes gravitationnelles créées par la collision de deux trous noirs détectée avec succès par LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), et nous expliquons le modèle cosmologique standard qui a été affiné grâce aux observations des satellites Hubble Space Telescope, SDSS, WMAP et Planck.
Cela explique également comment les astronomes savent quelle quantité de matière noire il y a dans l'univers, qu'elle n'est pas composée de matière ordinaire, et à quel point l'énergie noire est dense et qu'elle a une pression négative.
« Bienvenue dans l'Univers » nous emmène à la pointe des connaissances astrophysiques actuelles sur les origines et l'avenir de l'univers.