La sombre histoire de l’Univers

par Julien Lavalle

samedi 12 mai 2007, 10:00 → 12:00 Europe/Paris

Amphithéâtre

Avec les développements considérables qu'a connus la physique moderne, autant d'un point de vue théorique que expérimental, il est aujourd'hui possible d'avoir une représentation cohérente du cosmos à presque toutes les échelles, de l'infiniment petit à l'infiniment grand. La sagacité acquise en cosmologie permet depuis peu de faire un bilan énergétique de l'Univers dans son ensemble, et en particulier de déterminer les quantités de matière et de rayonnement ainsi que la courbure moyenne de l'espace-temps. Ce bilan établit que notre Univers est "plat" (notion bien mystérieuse), que son expansion est en accélération, et que la matière est très majoritairement constituée d'une composante inconnue (à 85%), invisible, et n'interagissant que gravitationnellement (ou presque) avec la matière ordinaire qui compose notre environnement intelligible. L'accélération de l'expansion est associée à une force répulsive qualifiée "d'énergie sombre" (qui pourrait être reliée à l'énergie du vide, mais rien n'est moins sûr !), alors que cette matière inconnue est quant à elle affublée du sobriquet tout aussi inquiétant de "matière sombre" (ou encore de "masse manquante"). Notre Terre elle-même baignerait donc dans une forme d'éther de matière sombre. Ces mots étranges signifient-ils que le ciel nous va nous tomber sur la tête ? La guerre des étoiles a-t-elle commencé ? Évidemment non ! Cela nous dit simplement que la plus grande partie de l'Univers échappe toujours à l'entendement, tout du moins pour l'heure ... Mais les pistes poursuivies se resserrent à la lueur des avancées théoriques les plus récentes. L'Univers est donc sombre, et c'est là l'une des énigmes les plus fondamentales de la physique moderne. Au cours de cette conférence, j'aborderai essentiellement la question de la matière sombre, en tâchant d'expliquer comment elle concerne toutes les échelles de l'Univers, de l'échelle des galaxies à l'échelle du cosmos. J'en établirai une lecture historique qui commencera vers 1930, lorsque l'astrophysicien Zwicky constata le premier un déficit de masse dans l'amas de galaxies de Coma. Je montrerai ensuite comment ce problème cosmologique et astrophysique peut être relié à l'infiniment petit des particules élémentaires, et comment les propriétés quantiques de cette matière sombre sont pourchassées de manières directes et indirectes, au moyen de télescopes autant qu'au moyen d'accélérateurs de particules. Enfin, je ferai état des dernières avancées dans ce domaine passionnant.

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