La gravitation universelle a expliqué beaucoup de choses mais reste en elle-même inexpliquée. Une nouvelle approche de la description de l'univers va permettre d'expliquer certaines choses que la gravitation universelle de Newton n'expliquait pas. Dans ce chapitre nous présenteront le cheminement des idées, qui ont mené de la gravitation universelle à la relativité générale.
Mot(s) clés libre(s) : gravitation universelle, relativité, dynamique relativiste, relativité restreinte, relativité générale, relativité galiléenne, constante de gravitation, Newton, Galilée, Einstein

Diaporama d'une conférence sur la relativité restreinte destinée aux élèves d'une classe de seconde.
Mot(s) clés libre(s) : relativité restreinte, relativité, relativité générale, Einstein, contraction des longueurs, contraction des durées, espace-temps, transformation de Lorentz, transformation de Galilée, temps propre

En 1905, Einstein publiait une série d'articles fondateurs sur la relativité, les quanta lumineux et le mouvement brownien. 100 ans plus tard, à l'occasion du centenaire de cette « révolution » relativiste, et de l'année de la physique, cette conférence-débat est consacrée à ces travaux et à leur impact hier mais aussi aujourd'hui.
Mot(s) clés libre(s) : Einstein, relativité, année mondiale de la physique, mouvement brownien, intrication, condensation de Bose-Einstein, émission stimulée, laser, relativité générale

Après avoir parcouru les diverses étapes de l'épineux chemin suivi par Einstein pour l'établissement de la théorie de la relativité générale, de 1907 à la fin de l'année 1915 (en pleine guerre, donc), je me propose de passer en revue l'histoire des trois "tests" observationnels (courbure des rayons de lumière au voisinage du Soleil, avance du périhélie de Mercure, décalage vers le rouge des raies spectrales), suggérés par Einstein lui-même comme étant susceptibles de mettre sa théorie à l'épreuve. Ce qui me conduira à réfléchir sur le rôle apparemment "second" (de simple vérification), rôle important mais non nécessaire, accordé par Einstein aux données "expérimentales", tout en soulignant le rôle, absolument nécessaire mais finalement assez peu important, accordé par lui aux développements mathématiques au sens technique du terme. Je terminerai en essayant de caractériser ce qui, pour Einstein en tout cas, fait que l'activité scientifique produit de la pensée.
Mot(s) clés libre(s) : relativité générale, histoire des sciences, épistémologie, théorie de la Relativité, Albert Einstein

Giordano Bruno, de la philosophie à la cosmologie / Aurélien Barrau. In "Journées Giordano Bruno", organisées par l'Université de Toulouse en partenariat avec le Muséum de Toulouse, l’Institut Universitaire de France et Il Laboratoriode l'Université Toulouse Jean-Jaurès-campus Mirail, sous l'égide du Consulat Général d'Italie et avec le soutien de l'Institut culturel italien de Marseille. Toulouse, 9-11 octobre 2014. Session II : Giordano Bruno philosophe, 10 octobre 2014. À partir d'un court extrait de l'œuvre de Bruno, Aurélien Barrau montre que l'astrophysique et la philosophie contemporaines sont héritières de ce geste. Aurélien Barrau insiste en particulier sur l'enjeu du « multivers » qui est aujourd'hui central en cosmologie comme en métaphysique, pour souligner que Bruno en fut l'un des initiateurs.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, relativité générale, philosophie des sciences, mécanique quantique, Bruno Giordano (1548-1600), pluralité des mondes

Dossier consacré à la vitesse de la lumière : aspects historiques, origine et signification physique de l'indice, relativité et vitesse de la lumière... et quelques exemples d'objets qui vont ou semblent aller paradoxalement « plus vite que la lumière ».
Mot(s) clés libre(s) : vitesse de la lumière, historique, Fizeau, Foucault, Galilée, Michelson, définition du mètre, relativité restreinte, relativité générale, indices optiques, indice optique, équations de Maxwell, fréquence d'oscillateur, effet Cherenkov, tachyon, jet de plasma ultrarelativiste

Présentation de la relativité restreinte: historique, cadre théorique, conséquences et paradoxes dont le célèbre «paradoxe des jumeaux». Présentation brève de la relativité générale, en particulier de quelques changements par rapport à la relativité restreinte. Un article du dossier «La vitesse de la lumière».
Mot(s) clés libre(s) : relativité restreinte, relativité générale, paradoxe des jumeaux

L'équipe scientifique du satellite WMAP a annoncé récemment les résultats très attendus de leur cartographie des anisotropies du fond de rayonnement cosmologique. Les caractéristiques de ce fond confirment un modèle cosmologique minimal, dit "de concordance", qui rend compte d'un très grand nombre d'observations, mais qui n'en reste pas moins très surprenant. Ces résultats de WMAP confirment et affinent les résultats obtenus par les expériences précédentes. Dans ce modèle de concordance, la géométrie spatiale de l'Univers est plate, la densité est dominé à plus des deux tiers par un terme d'énergie noire", le reste étant pour l'essentiel sous forme de "matière noire", car la matière usuelle ne compte que pour quelques pour cent du tout... L'explication de ses résultats sont à la fois un défi pour la physique théorique contemporaine, et une chance, qui permet d'envisager le dépassement du cadre de pensée actuel. Au cours de cette présentation, j'évoquerai les raisons physiques qui justifient les analyses faites, et ferai un point critique de l'état de nos connaissances actuelles en les situant dans une perspective historique. Je conclurai par une illustration du type de résultats attendus au cours de la décennie à venir.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, cosmologie, expansion de l'univers, matière noire, rayonnement cosmique, relativité générale

L'équipe scientifique du satellite WMAP a annoncé récemment les résultats très attendus de leur cartographie des anisotropies du fond de rayonnement cosmologique. Les caractéristiques de ce fond confirment un modèle cosmologique minimal, dit "de concordance", qui rend compte d'un très grand nombre d'observations, mais qui n'en reste pas moins très surprenant. Ces résultats de WMAP confirment et affinent les résultats obtenus par les expériences précédentes. Dans ce modèle de concordance, la géométrie spatiale de l'Univers est plate, la densité est dominé à plus des deux tiers par un terme d'énergie noire", le reste étant pour l'essentiel sous forme de "matière noire", car la matière usuelle ne compte que pour quelques pour cent du tout... L'explication de ses résultats sont à la fois un défi pour la physique théorique contemporaine, et une chance, qui permet d'envisager le dépassement du cadre de pensée actuel. Au cours de cette présentation, j'évoquerai les raisons physiques qui justifient les analyses faites, et ferai un point critique de l'état de nos connaissances actuelles en les situant dans une perspective historique. Je conclurai par une illustration du type de résultats attendus au cours de la décennie à venir.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, rayonnement cosmique, relativité générale, big bang, expansion de l'univers, matière noire

La physique et les mathématiques sont étroitement mêlées depuis toujours. Tantôt c'est la première qui conduit à développer les mathématiques impliquées par les lois de la nature, tantôt des structures mathématiques élaborées sans référence au monde extérieur se trouvent être précisément adaptées à la description de phénomènes découverts pourtant postérieurement. C'est là l'efficacité déraisonnable des mathématiques dans les sciences de la nature dont parlait Eugène Wigner. Jamais les interactions entre physique et mathématiques n'ont été plus intenses qu'à notre époque, jamais la description des phénomènes naturels n'a requis des mathématiques aussi savantes qu'aujourd'hui. Pourtant il est important de comprendre la différence de nature entre ces deux disciplines. La physique n'établit pas de théorèmes ; jusqu'à présent elle se contente de modèles dont les capacités à prédire, et la comparaison avec l'expérience établissent la validité, avec une économie dans la description et une précision parfois confondantes. Néanmoins nous savons que tous les modèles dont nous disposons actuellement, toutes les lois, ne sont que des descriptions "effectives" comme l'on dit aujourd'hui, c'est-à-dire adaptées aux échelles de temps, de distance, d'énergie avec lesquelles nous observons, mais dont nous savons de manière interne, avant même que des phénomènes nouveaux les aient invalidées, qu'elles sont inaptes à aller beaucoup plus loin. Y aura t-il une description définitive qui, tel un théorème, s'appliquerait sans limitations? Ce rêve d'une théorie ultime, où la physique rejoindrait les mathématiques, caressé par certains, laisse beaucoup d'autres sceptiques ; quoiqu'il en soit la question ne sera certainement pas tranchée rapidement.
Mot(s) clés libre(s) : chaos, électromagnétisme, force nucléaire, gravitation, histoire des sciences, mécanique quantique, modèle d'Ising, physique statistique, physique théorique, relativité générale, représentation du réel, système dynamique, théorie des cordes