Voici la nouvelle carte des fluctuations de température du rayonnement fossile sur l'ensemble de la voûte céleste. Le pôle nord céleste est en haut et le pôle sud en bas. Elle a été réalisée par la collaboration Planck à partir des données recueillies par les instruments HFI et LFI du satellite. L’écart par rapport à la température moyenne de -270,425 °C, mesurée par le satellite Cobe en 1992, va de -486 (en bleu foncé) à +538 millionièmes de degré Celsius (en rouge). © Esa, collaboration Planck

Sciences

Au-delà de la théorie de la relativité générale et du Big Bang, avec Aurélien Barrau

ActualitéClassé sous :Astronomie , Univers , relativité générale

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La théorie de la relativité générale d'Einstein échoue à nous donner une description profonde de l'univers primordial si l'on ne tient pas compte de la mécanique quantique. Comprendre vraiment le Big Bang nécessite donc d'aller au-delà de la relativité générale avec une théorie de la gravitation quantique, comme nous l'explique le célèbre cosmologiste et astrophysicien Aurélien Barrau, en vidéo.

La théorie de la relativité générale d'Einstein : voilà le thème passionnant des tables rondes qui se sont tenues du 3 octobre au 5 décembre 2016 à la Bibliothèque publique d’information (BPI), la principale bibliothèque publique parisienne, associée au Centre Georges-Pompidou (organisation : Caroline Raynaud). Le cosmologiste Aurélien Barrau en était le conseiller scientifique.

Cet évènement tout public était présenté en ces termes : « Ce cycle de trois conférences s'articule autour de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein (1915), véritable révolution intellectuelle dans la compréhension de l'espace et du temps. Au cours de tables rondes, physiciens, philosophes et historiens se rencontreront autour des fondements de cette théorie, la vision de l'univers qu'elle offre, ses impensés et apporteront un éclairage sur les pistes de réflexion en cours pour mieux comprendre d'où nous venons... ».

Un tel cycle était sans doute opportun puisque l'année 2016 a été marquée par l'annonce officielle de la première détection sur Terre des ondes gravitationnelles, l'une des prédictions les plus spectaculaires de la théorie relativiste de la gravitation d'Einstein, dont on avait fêté le centenaire en 2015.

La théorie de la relativité générale d'Albert Einstein (1915) n'est pas compatible avec la physique quantique (qui décrit le comportement des atomes et des particules), l'autre grand fondement de la physique. Faut-il donc aller plus loin, trouver la théorie « qui unifie tout » ? Les réponses d'Aurélien Barrau. © Bibliothèque publique d'information

Des ondes gravitationnelles à la gravitation quantique

Futura était associé à ce cycle à l'occasion de deux tables rondes :

  • la première sur les ondes gravitationnelles, en compagnie de :
    • Richard Taillet, professeur de physique, du Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique théorique (LAPTh), qui fut longtemps modérateur sur le forum de Futura ;
    • Jean Eisenstaedt, historien de la physique, directeur de recherche émérite au CNRS, Observatoire de Paris.

  • la seconde table ronde portait, elle, sur les tentatives modernes pour aller au-delà de la théorie de la relativité générale d'Einstein, plus précisément sur celles qui se proposent de donner une version quantique de la théorie d'Einstein, que ce soit sous la forme de la théorie de la gravitation quantique à boucles ou sous celle de la théorie des supercordes. Ces deux théories renouvellent potentiellement l'image classique que l'on se fait de la théorie du Big Bang en permettant d'aller au-delà et même d'envisager l'existence d'un multivers.

Ces thèmes sont précisément ceux abordés par Aurélien Barrau dans ses ouvrages et dans le dossier qu'il a rédigé pour Futura : Au-delà du Big Bang : balade en cosmologie. On pourra également consulter les deux billets d'Aurélien Barrau sur le blog que Futura a mis à sa disposition :

La troisième conférence de ce cycle s'intitulait L'univers noir : la face obscure de la théorie d'Einstein.

Pour en savoir plus

Le livre Big Bang et au-delà d'Aurélien Barrau

Article de Laure Laclaustra publié le 14/03/2013 et mis à jour

Embarquement immédiat pour un voyage dans le cosmos, afin de mieux comprendre son origine. Dans son essai, conçu comme une promenade scientifique et philosophique, Aurélien Barrau décrypte les grandes questions de l'univers, du Big Bang aux trous noirs en passant par les particules élémentaires.

La science moderne a profondément révolutionné notre vision de l'univers. C'est en passant par la narration et en mêlant « l'étonnement primitif et l'intelligibilité » que le livre Big Bang et au-delà : balade en cosmologie éclaire notre compréhension du cosmos. Cet ouvrage est publié aux éditions Dunod.

Présentation de l’ouvrage

Notre univers est-il unique ? De quoi est-il composé ? La théorie du Big Bang est-elle la seule à expliquer son origine ? Autant d'énigmes abordées dans une langue volontairement simple et accessible, par le professeur et chercheur Aurélien Barrau.

Cet ouvrage, qui ne nécessite aucun prérequis scientifique selon l'auteur, s'adresse avant tout à un public curieux. Si chaque chapitre laisse entrer la poésie et la philosophie, le lecteur y trouvera des explications physiques fiables et le point sur les dernières avancées.

Cet extrait du livre fait revivre la naissance de l'univers, de l'apparition des premières étoiles à la formation des planètes. (Cliquez en bas à droite de l'image pour l'agrandir.) © Dunod

Sommaire

  1. Peut-on comprendre l'univers ?
  2. Les visages multiples du cosmos
  3. Les fondements observationnels du Big Bang
  4. Les fondements théoriques du Big Bang
  5. Les trous noirs : des laboratoires d'études pour l'univers
  6. Un bain de particules élémentaires
  7. Au-delà du Big Bang : théorie des cordes et gravitation quantique
  8. Le multivers

Présentation de l’auteur

Aurélien Barrau est professeur à l'université Joseph-Fourrier de Grenoble et chercheur au Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie du CNRS. Il est membre de l'Institut universitaire de France. Il a été lauréat du prix Bogoliubov de physique théorique en 2006, et du prix Thibaud de l'académie des sciences de Lyon en 2012.

Fiche détaillée

  • Catégorie : ouvrage de vulgarisation
  • Éditeur : Dunod
  • Collection : Quai des sciences
  • Sortie : mars 2013 ; deuxième édition : 2016
  • Nombre de pages : 176
  • Format : 22 x 14 x 1,6 cm
  • Prix : 16 euros
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Interview : les théories sur les multivers sont-elles scientifiques ?  Le concept du multivers, après avoir alimenté la science-fiction et le cinéma, infiltre le milieu de la physique théorique. Et s'il existait d’autres univers que le nôtre, différents ou identiques ? Et si c'était le cas, comment le prouver scientifiquement ? Futura-Sciences a interviewé Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples, afin qu’il lève le voile sur la question.