Du Big Bang aux trous noirs
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Description
Introduction au livre
« Ce que je fais, c’est résoudre les mystères de l’univers. »
Avec le Dr Michel Mayor, lauréat du prix Nobel de physique
Un voyage spatial hyper-compressé retraçant 13,8 milliards d'années d'évolution dans le temps et l'espace !
Au moment du Big Bang, y a-t-il eu une explosion ? Quels étaient les vestiges cosmiques primitifs et comment ont-ils été découverts ? Pourquoi l’« horizon des événements » est-il ainsi nommé ? Un spectacle d’astrophysique burlesque se déroule, où vous nagerez dans la soupe primordiale, plongerez dans des trous noirs et parcourrez 13,8 milliards d’années d’évolution spatio-temporelle.
Découvrez les brillantes réalisations de la cosmologie, qui a percé les mystères de l'univers, du Big Bang aux trous noirs, grâce à des bandes dessinées éducatives, divertissantes et intellectuelles.
Comme l'indique la critique de [Kirkus Review], « C'est un livre stimulant qui allie autorité d'une main et passion de l'autre. »
Un des meilleurs livres scientifiques de 2024, choisi par les jeunes Français, et un des meilleurs livres de 2024 selon Bank Street aux États-Unis.
Avec le Dr Michel Mayor, lauréat du prix Nobel de physique
Un voyage spatial hyper-compressé retraçant 13,8 milliards d'années d'évolution dans le temps et l'espace !
Au moment du Big Bang, y a-t-il eu une explosion ? Quels étaient les vestiges cosmiques primitifs et comment ont-ils été découverts ? Pourquoi l’« horizon des événements » est-il ainsi nommé ? Un spectacle d’astrophysique burlesque se déroule, où vous nagerez dans la soupe primordiale, plongerez dans des trous noirs et parcourrez 13,8 milliards d’années d’évolution spatio-temporelle.
Découvrez les brillantes réalisations de la cosmologie, qui a percé les mystères de l'univers, du Big Bang aux trous noirs, grâce à des bandes dessinées éducatives, divertissantes et intellectuelles.
Comme l'indique la critique de [Kirkus Review], « C'est un livre stimulant qui allie autorité d'une main et passion de l'autre. »
Un des meilleurs livres scientifiques de 2024, choisi par les jeunes Français, et un des meilleurs livres de 2024 selon Bank Street aux États-Unis.
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Aperçu
indice
Chapitre 1 : La gravité : de Galilée à Einstein, p. 9
Chapitre 2 : Cosmologie : Le Big Bang et le MB cosmique, p. 24
Chapitre 3_ Trous noirs_ Page 44
Glossaire_ Page 62
Chapitre 2 : Cosmologie : Le Big Bang et le MB cosmique, p. 24
Chapitre 3_ Trous noirs_ Page 44
Glossaire_ Page 62
Image détaillée
Dans le livre
« Vous avez probablement déjà entendu parler du Big Bang, n’est-ce pas ? Quand on pense au Big Bang, on pense généralement à une énorme explosion. »
Mais en réalité, ce n'est pas le cas.
Nos scientifiques considèrent le Big Bang comme le moment où l'univers est apparu pour la première fois.
Il est difficile d'imaginer un tel événement, mais c'est ainsi que nous comprenons aujourd'hui que l'univers a vu le jour.
« À partir d’un état de néant, le premier univers fut créé, un état semblable à une soupe de particules en ébullition. »
--- p.6
« Newton n’avait pas, dès le départ, le potentiel pour devenir un grand scientifique. »
Née prématurément, ma survie tient presque du miracle.
On dit qu'il avait une personnalité un peu excentrique durant ses années d'école.
Newton avait une forte tendance à surpasser les autres, et c'est pourquoi il travaillait très dur.
La mère de Newton voulait que son fils abandonne ses études et devienne agriculteur.
Heureusement, des personnes qui connaissaient le talent de Newton ont persuadé sa mère de l'envoyer à l'université.
Grâce à cela, l'humanité a tiré de grands bénéfices.
--- p.15
« Les observations montrent que l'univers est globalement uniforme. »
Autrement dit, le matériau est réparti uniformément.
Si l'on en croit ce que l'on voit de ses propres yeux, ces résultats pourraient vous surprendre.
Le ciel nocturne est rempli de minuscules points lumineux dispersés çà et là, séparés par de vastes étendues d'espace.
Si l'on réduisait le système solaire tout entier à la taille d'une balle de ping-pong… le système solaire le plus proche se trouverait à 250 mètres ! Ce n'est pas du tout uniforme.
Pour observer un univers uniforme, il nous faut donc le réduire d'un ordre de grandeur.
À tel point qu'on peut voir 100 millions de galaxies d'un seul coup d'œil.
À ce stade, l'univers commence à paraître véritablement uniforme.
--- p.28
« D’accord, mais comment pouvons-nous mesurer les distances qui nous séparent de galaxies incroyablement éloignées de la Terre ? »
« Une méthode courante consiste à rechercher un type d'étoile particulier appelé étoile variable céphéide. »
La luminosité de cette étoile variable change régulièrement.
Pour comprendre ce principe, pensez à une source lumineuse dotée de sa propre luminosité.
Comme les lampadaires, par exemple.
En observant les lampadaires, nous pouvons estimer la distance qui nous sépare d'un objet.
Parce que je connais approximativement la luminosité initiale du lampadaire.
Ce principe s'applique également aux étoiles.
« Si nous connaissons la luminosité apparente et la luminosité intrinsèque, nous pouvons calculer la distance. »
--- p.41
« Le rayon de Schwarzschild n’est pas seulement un concept qui définit un trou noir, mais aussi l’« horizon des événements » qui correspond à la limite d’un trou noir. »
Une fois cette limite franchie, il est impossible d'échapper au trou noir.
Si vous vous trouvez ne serait-ce que 1 cm à l'extérieur de la ligne de démarcation, l'évasion reste théoriquement possible.
Mais si vous pénétrez ne serait-ce que d'un centimètre à l'intérieur de la frontière, et il n'existe pour l'instant aucune preuve que ce soit possible, c'est fini.
« Vous pouvez franchir cette ligne invisible sans même vous en rendre compte, et vous ne ressentirez peut-être rien de particulier, mais le sort de cette personne est déjà scellé. »
--- p.47
« L’énergie sombre représente environ 70 % de toute la matière et de toute l’énergie de l’univers. »
Ils soupçonnent que l'expansion de l'univers s'accélère, même si, théoriquement, elle devrait ralentir, voire se contracter, en raison de l'énergie sombre.
Cependant, l'existence de l'énergie sombre n'a pas encore été prouvée.
Ce concept est apparu comme un moyen d'expliquer le fait que l'expansion de l'univers s'accélère.
--- p.59
« Enfin, se pose la question de l’origine de l’univers. »
L'origine de l'univers reste un grand mystère.
Malheureusement, nous ne pouvons pas recréer les conditions du Big Bang en laboratoire.
Il est donc difficile pour cette recherche de progresser significativement.
Vous devrez donc peut-être attendre très longtemps avant de pouvoir revoir ce film.
…pour enfin découvrir le secret de Jack.
Mais en réalité, ce n'est pas le cas.
Nos scientifiques considèrent le Big Bang comme le moment où l'univers est apparu pour la première fois.
Il est difficile d'imaginer un tel événement, mais c'est ainsi que nous comprenons aujourd'hui que l'univers a vu le jour.
« À partir d’un état de néant, le premier univers fut créé, un état semblable à une soupe de particules en ébullition. »
--- p.6
« Newton n’avait pas, dès le départ, le potentiel pour devenir un grand scientifique. »
Née prématurément, ma survie tient presque du miracle.
On dit qu'il avait une personnalité un peu excentrique durant ses années d'école.
Newton avait une forte tendance à surpasser les autres, et c'est pourquoi il travaillait très dur.
La mère de Newton voulait que son fils abandonne ses études et devienne agriculteur.
Heureusement, des personnes qui connaissaient le talent de Newton ont persuadé sa mère de l'envoyer à l'université.
Grâce à cela, l'humanité a tiré de grands bénéfices.
--- p.15
« Les observations montrent que l'univers est globalement uniforme. »
Autrement dit, le matériau est réparti uniformément.
Si l'on en croit ce que l'on voit de ses propres yeux, ces résultats pourraient vous surprendre.
Le ciel nocturne est rempli de minuscules points lumineux dispersés çà et là, séparés par de vastes étendues d'espace.
Si l'on réduisait le système solaire tout entier à la taille d'une balle de ping-pong… le système solaire le plus proche se trouverait à 250 mètres ! Ce n'est pas du tout uniforme.
Pour observer un univers uniforme, il nous faut donc le réduire d'un ordre de grandeur.
À tel point qu'on peut voir 100 millions de galaxies d'un seul coup d'œil.
À ce stade, l'univers commence à paraître véritablement uniforme.
--- p.28
« D’accord, mais comment pouvons-nous mesurer les distances qui nous séparent de galaxies incroyablement éloignées de la Terre ? »
« Une méthode courante consiste à rechercher un type d'étoile particulier appelé étoile variable céphéide. »
La luminosité de cette étoile variable change régulièrement.
Pour comprendre ce principe, pensez à une source lumineuse dotée de sa propre luminosité.
Comme les lampadaires, par exemple.
En observant les lampadaires, nous pouvons estimer la distance qui nous sépare d'un objet.
Parce que je connais approximativement la luminosité initiale du lampadaire.
Ce principe s'applique également aux étoiles.
« Si nous connaissons la luminosité apparente et la luminosité intrinsèque, nous pouvons calculer la distance. »
--- p.41
« Le rayon de Schwarzschild n’est pas seulement un concept qui définit un trou noir, mais aussi l’« horizon des événements » qui correspond à la limite d’un trou noir. »
Une fois cette limite franchie, il est impossible d'échapper au trou noir.
Si vous vous trouvez ne serait-ce que 1 cm à l'extérieur de la ligne de démarcation, l'évasion reste théoriquement possible.
Mais si vous pénétrez ne serait-ce que d'un centimètre à l'intérieur de la frontière, et il n'existe pour l'instant aucune preuve que ce soit possible, c'est fini.
« Vous pouvez franchir cette ligne invisible sans même vous en rendre compte, et vous ne ressentirez peut-être rien de particulier, mais le sort de cette personne est déjà scellé. »
--- p.47
« L’énergie sombre représente environ 70 % de toute la matière et de toute l’énergie de l’univers. »
Ils soupçonnent que l'expansion de l'univers s'accélère, même si, théoriquement, elle devrait ralentir, voire se contracter, en raison de l'énergie sombre.
Cependant, l'existence de l'énergie sombre n'a pas encore été prouvée.
Ce concept est apparu comme un moyen d'expliquer le fait que l'expansion de l'univers s'accélère.
--- p.59
« Enfin, se pose la question de l’origine de l’univers. »
L'origine de l'univers reste un grand mystère.
Malheureusement, nous ne pouvons pas recréer les conditions du Big Bang en laboratoire.
Il est donc difficile pour cette recherche de progresser significativement.
Vous devrez donc peut-être attendre très longtemps avant de pouvoir revoir ce film.
…pour enfin découvrir le secret de Jack.
--- p.61
Avis de l'éditeur
Mon premier cours de cosmologie
Le livre s'ouvre sur une lettre du Dr Michel Mayor, lauréat du prix Nobel de physique.
« Chers lecteurs,
Grâce à ce livre, j'ai pu réaliser le rêve de tout physicien.
« C’est comme regarder droit dans un trou noir. »
Ce médecin fut la première personne de l'histoire de l'humanité à découvrir une exoplanète et reçut le prix Nobel.
Il existe aussi une interview célèbre où il a fermement réfuté la question de savoir si l'humanité sera capable de réaliser son rêve de devenir une espèce multiplanétaire : « Les exoplanètes sont trop loin, alors préservons notre propre planète qui est encore habitable (plutôt que de rêver d'un rêve aussi farfelu) ! »
Le docteur affirme que depuis la nuit des temps, les peuples de toutes les civilisations de la Terre se sont intéressés à l'énigme commune : « Quand et comment le monde est-il apparu ? » et que résoudre cette question est la tâche de la « cosmologie ».
Ce livre nous emmènera à la découverte des merveilles de la cosmologie.
Les combats que mènent les cosmologistes ne sont en réalité rien de plus qu'une bataille solitaire autour d'équations et de nombres difficiles et complexes.
Cependant, ce livre vise à expliquer l'univers de manière intéressante pour le grand public et les jeunes en éliminant autant que possible les équations remplies de chiffres et de symboles dénués de sens et en utilisant des métaphores visuelles telles que « serviettes de plage et perles de fer ».
Le chapitre 1 explique la gravité, la loi physique fondamentale qui sous-tend la cosmologie, à l'aide de métaphores faciles à comprendre et d'exemples tirés de films.
Le chapitre 2 expose de manière concise les principes fondamentaux de la cosmologie, notamment la naissance et l'évolution de l'univers, les substances qui y existent et leur quantité, ainsi que l'origine du CMB, la plus ancienne lumière de l'univers.
Le chapitre 3 explore la véritable nature des trous noirs, souvent appelés « superétoiles cosmiques », et aborde également la matière noire et l'énergie noire, les nombreuses inconnues de l'univers.
Alors, embarquons pour un voyage spatial hyper-compressé à travers 13,8 milliards d'années d'espace-temps en compagnie du lauréat du prix Nobel Michel Mayor, de la physicienne rousse Celeste et de l'adolescent excentrique Valentin.
Vous voulez en savoir plus sur l'espace ? Alors commencez par la gravité !
Leur premier lieu d'arrivée fut devant la tour penchée de Pise, en Italie, au début du XVIe siècle.
Car la première chose à faire pour poser les fondements de la cosmologie est de comprendre la gravité.
À cette époque et en ce lieu, Galilée étudia le phénomène de la chute des objets et le mouvement des corps célestes, ce qui conduisit Isaac Newton en Angleterre, plusieurs décennies plus tard, à découvrir la loi de la gravitation universelle et les trois lois du mouvement qui la sous-tendent (la loi d'inertie, la loi d'accélération et la loi d'action et de réaction).
Environ 200 ans après la grande découverte de Newton, Einstein a posé les fondements de la théorie de la relativité générale en découvrant que l'espace et le temps peuvent être modifiés par d'autres facteurs.
Il convient également de noter qu'au cours des 200 années séparant Newton et Einstein, des découvertes ont eu lieu, telles que la théorie de l'électromagnétisme de James Clerk Maxwell et les découvertes mathématiques de Poincaré et Minkowski.
Comment l'univers naît-il et comment meurt-il ?
Après avoir achevé leur voyage dans la gravité, les trois commencent à explorer sérieusement les profondeurs des océans spatiaux.
Comment l'univers est-il apparu ? Comment a-t-il évolué au fil du temps ? Pourquoi continue-t-il de s'étendre ? Pourquoi les galaxies sont-elles réparties de cette façon aujourd'hui ? Que se passera-t-il dans le futur ? L'univers lui-même finira-t-il par « mourir » ? La théorie de la relativité générale d'Einstein offre un cadre universel pour étudier toutes ces questions.
Le livre révèle également des faits très intéressants.
Quand on dit « Big Bang », on pense généralement à une « grande explosion », mais en réalité, aucune explosion n'a eu lieu.
L'univers n'a pas été créé par l'explosion instantanée d'une substance explosive. Avant le Big Bang, il existait un état de néant absolu, où rien n'existait.
Personne ne peut expliquer pleinement pourquoi l'univers est apparu « de nulle part ».
Cependant, on a révélé avec relativement de détails comment les particules fondamentales telles que les électrons, les photons et les quarks se sont assemblées pour former la matière dans l'univers en ébullition, environ une seconde après que l'univers ait été créé pour une raison inconnue, et comment la première lumière, le CMB, a été créée 380 000 ans plus tard.
L'étoile la plus puissante de l'univers, le trou noir et 70 % de l'énergie sombre de l'univers
Il existe des concepts familiers même à ceux qui ont peu de connaissances en cosmologie.
C'est un « trou noir ».
Les trous noirs ont inspiré d'innombrables œuvres épiques, bien au-delà du domaine scientifique.
On utilise souvent l'expression « aspirer tout comme un trou noir » dans la vie de tous les jours.
À proprement parler, un trou noir est une « solution » (valeur) découverte par le physicien et astronome allemand Karl Schwarzschild lors de la résolution des équations d'Einstein.
De plus, il nous explique à quoi ressemble réellement un trou noir, son apparence et ce que signifie l'« horizon des événements » par rapport à celui-ci.
[Lien avec le programme scolaire]
Sciences au collège 1
II.
Divers pouvoirs
V.
Changement d'état de la matière
VI.
Lumière et ondes
VII.
La science et mon avenir
Sciences au collège 2
I.
Composition de la matière
Sciences au collège 3
JE.
Règles des réactions chimiques et des transformations d'énergie
III.
Exercice et énergie
VI.
Transition énergétique et conservation
VII.
Étoiles et espace
Sciences intégrées avancées
I.
Régularité et combinaison de la matière
II.
constituants naturels
III.
systèmes dynamiques
Physique I
JE.
Mécanique et énergie
II.
Matière et champs électromagnétiques
III.
Ondes et communication de l'information
Physique II
II.
Matière et champs électromagnétiques
Sciences de la Terre I
V.
Étoiles et systèmes exoplanétaires
VI.
Galaxies externes et expansion de l'univers
Sciences de la Terre II
VI.
Mouvement planétaire
VII.
La structure de notre galaxie et de l'univers
Le livre s'ouvre sur une lettre du Dr Michel Mayor, lauréat du prix Nobel de physique.
« Chers lecteurs,
Grâce à ce livre, j'ai pu réaliser le rêve de tout physicien.
« C’est comme regarder droit dans un trou noir. »
Ce médecin fut la première personne de l'histoire de l'humanité à découvrir une exoplanète et reçut le prix Nobel.
Il existe aussi une interview célèbre où il a fermement réfuté la question de savoir si l'humanité sera capable de réaliser son rêve de devenir une espèce multiplanétaire : « Les exoplanètes sont trop loin, alors préservons notre propre planète qui est encore habitable (plutôt que de rêver d'un rêve aussi farfelu) ! »
Le docteur affirme que depuis la nuit des temps, les peuples de toutes les civilisations de la Terre se sont intéressés à l'énigme commune : « Quand et comment le monde est-il apparu ? » et que résoudre cette question est la tâche de la « cosmologie ».
Ce livre nous emmènera à la découverte des merveilles de la cosmologie.
Les combats que mènent les cosmologistes ne sont en réalité rien de plus qu'une bataille solitaire autour d'équations et de nombres difficiles et complexes.
Cependant, ce livre vise à expliquer l'univers de manière intéressante pour le grand public et les jeunes en éliminant autant que possible les équations remplies de chiffres et de symboles dénués de sens et en utilisant des métaphores visuelles telles que « serviettes de plage et perles de fer ».
Le chapitre 1 explique la gravité, la loi physique fondamentale qui sous-tend la cosmologie, à l'aide de métaphores faciles à comprendre et d'exemples tirés de films.
Le chapitre 2 expose de manière concise les principes fondamentaux de la cosmologie, notamment la naissance et l'évolution de l'univers, les substances qui y existent et leur quantité, ainsi que l'origine du CMB, la plus ancienne lumière de l'univers.
Le chapitre 3 explore la véritable nature des trous noirs, souvent appelés « superétoiles cosmiques », et aborde également la matière noire et l'énergie noire, les nombreuses inconnues de l'univers.
Alors, embarquons pour un voyage spatial hyper-compressé à travers 13,8 milliards d'années d'espace-temps en compagnie du lauréat du prix Nobel Michel Mayor, de la physicienne rousse Celeste et de l'adolescent excentrique Valentin.
Vous voulez en savoir plus sur l'espace ? Alors commencez par la gravité !
Leur premier lieu d'arrivée fut devant la tour penchée de Pise, en Italie, au début du XVIe siècle.
Car la première chose à faire pour poser les fondements de la cosmologie est de comprendre la gravité.
À cette époque et en ce lieu, Galilée étudia le phénomène de la chute des objets et le mouvement des corps célestes, ce qui conduisit Isaac Newton en Angleterre, plusieurs décennies plus tard, à découvrir la loi de la gravitation universelle et les trois lois du mouvement qui la sous-tendent (la loi d'inertie, la loi d'accélération et la loi d'action et de réaction).
Environ 200 ans après la grande découverte de Newton, Einstein a posé les fondements de la théorie de la relativité générale en découvrant que l'espace et le temps peuvent être modifiés par d'autres facteurs.
Il convient également de noter qu'au cours des 200 années séparant Newton et Einstein, des découvertes ont eu lieu, telles que la théorie de l'électromagnétisme de James Clerk Maxwell et les découvertes mathématiques de Poincaré et Minkowski.
Comment l'univers naît-il et comment meurt-il ?
Après avoir achevé leur voyage dans la gravité, les trois commencent à explorer sérieusement les profondeurs des océans spatiaux.
Comment l'univers est-il apparu ? Comment a-t-il évolué au fil du temps ? Pourquoi continue-t-il de s'étendre ? Pourquoi les galaxies sont-elles réparties de cette façon aujourd'hui ? Que se passera-t-il dans le futur ? L'univers lui-même finira-t-il par « mourir » ? La théorie de la relativité générale d'Einstein offre un cadre universel pour étudier toutes ces questions.
Le livre révèle également des faits très intéressants.
Quand on dit « Big Bang », on pense généralement à une « grande explosion », mais en réalité, aucune explosion n'a eu lieu.
L'univers n'a pas été créé par l'explosion instantanée d'une substance explosive. Avant le Big Bang, il existait un état de néant absolu, où rien n'existait.
Personne ne peut expliquer pleinement pourquoi l'univers est apparu « de nulle part ».
Cependant, on a révélé avec relativement de détails comment les particules fondamentales telles que les électrons, les photons et les quarks se sont assemblées pour former la matière dans l'univers en ébullition, environ une seconde après que l'univers ait été créé pour une raison inconnue, et comment la première lumière, le CMB, a été créée 380 000 ans plus tard.
L'étoile la plus puissante de l'univers, le trou noir et 70 % de l'énergie sombre de l'univers
Il existe des concepts familiers même à ceux qui ont peu de connaissances en cosmologie.
C'est un « trou noir ».
Les trous noirs ont inspiré d'innombrables œuvres épiques, bien au-delà du domaine scientifique.
On utilise souvent l'expression « aspirer tout comme un trou noir » dans la vie de tous les jours.
À proprement parler, un trou noir est une « solution » (valeur) découverte par le physicien et astronome allemand Karl Schwarzschild lors de la résolution des équations d'Einstein.
De plus, il nous explique à quoi ressemble réellement un trou noir, son apparence et ce que signifie l'« horizon des événements » par rapport à celui-ci.
[Lien avec le programme scolaire]
Sciences au collège 1
II.
Divers pouvoirs
V.
Changement d'état de la matière
VI.
Lumière et ondes
VII.
La science et mon avenir
Sciences au collège 2
I.
Composition de la matière
Sciences au collège 3
JE.
Règles des réactions chimiques et des transformations d'énergie
III.
Exercice et énergie
VI.
Transition énergétique et conservation
VII.
Étoiles et espace
Sciences intégrées avancées
I.
Régularité et combinaison de la matière
II.
constituants naturels
III.
systèmes dynamiques
Physique I
JE.
Mécanique et énergie
II.
Matière et champs électromagnétiques
III.
Ondes et communication de l'information
Physique II
II.
Matière et champs électromagnétiques
Sciences de la Terre I
V.
Étoiles et systèmes exoplanétaires
VI.
Galaxies externes et expansion de l'univers
Sciences de la Terre II
VI.
Mouvement planétaire
VII.
La structure de notre galaxie et de l'univers
SPÉCIFICATIONS DES PRODUITS
- Date d'émission : 20 janvier 2025
- Format : Guide de reliure de livres à couverture rigide
Nombre de pages, poids, dimensions : 64 pages | 606 g | 232 × 313 × 10 mm
- ISBN13 : 9788964965269
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