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Vivons-nous dans un univers ou dans un multivers ?
/ Marcel LECAUDEY, Jean MOUETTE, Loïc QUENTIN, CERIMES, Institut D'Astrophysique de Paris (IAP)
/ 07-02-2012
/ Canal-U - OAI Archive
BARRAU Aurélien
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Conférence donnée à l'IAP le 7 février 2012 par Aurélien BARRAU, astrophysicien au Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie de Grenoble.Dans cette conférence, je proposerai une introduction simple à la cosmologie d'aujourd'hui et aux concepts physiques qui la sous-tendent. De la relativité générale à la théorie des cordes, en passant par les trous noirs et la gravitation quantique, nous en viendrons à interroger le statut de notre univers lui-même. Se pourrait-il qu'il ne soit pas unique ? Peut-on penser dans un "multivers" ? Peut-on y faire des prédictions ? Quelles ramifications philosophiques pourraient naître de cette hypothèse d'univers multiples ? Mot(s) clés libre(s) : cosmologie, relativité, théorie des cordes
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VIRGO au LAPP
/ Serge GUYON, Georges ROUSSI, Laboratoire d'Annecy-le-vieux de Physique des Particules, Université Paris XI-SCAVO
/ 01-01-1999
/ Canal-U - OAI Archive
ROUSSI Georges, MOURS Benoît
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Le projet VIRGO, auquel participent 11 laboratoires français et italiens, est une expérience de physique fondamentale qui a pour objectif la détection, l'étude et l'observation des ondes gravitationnelles. Ces ondes, prévues par la théorie de la relativité générale d'Einstein, constituent l'aspect dynamique de la force de gravitation. Elles se propagent en déformant l'espace-temps et modifient les distances, mais si faiblement qu'il n'a pas été possible de les observer jusqu'à ce jour. VIRGO se propose de relever ce défi en construisant un interféromètre géant de 3 km de longueur. Un faisceau laser est séparé en deux parties identiques disposées perpendiculairement et réfléchies par des miroirs. Le passage d'une onde gravitationnelle modifie la distance entre les miroirs et donc le temps de trajet des faisceaux. Les chercheurs pensent pouvoir mesurer cet écart, mais l'effet étant extrêmement petit, les contraintes de conception et de fabrication sont extrêmes. L'ensemble des miroirs et des faisceaux laser est placé sous ultra-vide et protégé de la moindre vibration par des suspensions qui doivent donner au système une immobilité absolue. Le LAPP (Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules) a participé de façon déterminante à cette expérience réalisée dans le cadre d'une collaboration franco-italienne. Il a pris en charge la conception et la fabrication des enceintes à vide qui abritent les miroirs ainsi que l'ensemble du système de détection du signal provenant de l'interféromètre. Il a contribué d'autre part de façon importante à l'électronique et l'informatique de l'acquisition des données ainsi qu'au programme de simulation de l'expérience. Des images de synthèse expliquent le fonctionnement de l'interféromètre qui est installé en Italie, dans la plaine de l'Arno, près de Pise. La détection des ondes gravitationnelles, nouvelle fenêtre pour observer l'Univers, permettra l'observation d'objets très massifs ou de phénomènes très violents.GénériqueAuteur : Georges ROUSSI Réalisateurs : Serge GUYON et Georges ROUSSI Auteur scientifique : Benoit MOURS (LAPP, UMR CNRS, Annecy-le-Vieux) Production : LAPP et Université Paris XI-SCAVO Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/ Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, espace-temps, gravitation, graviton, interféromètre, laser, onde électromagnétique, onde gravitationelle, physique des particules, physique fondamentale, rayonnement cosmique, relativité générale, système de détection, univers
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Une sensibilisation à la théorie de la relativité
/ Université Claude Bernard Lyon 1, Unisciel
/ Unisciel
Dazord Jacques
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après avoir discuté des fondements de la Théorie de la
Relativité moderne, nous limitons nos considérations à un espace à une dimension
spatiale. Un postulat implicite de la Physique classique est le suivant : la mesure
de la longueur d’une règle, par repérage simultané de ses extrémités par rapport à
un repère d’inertie, est indépendante de la vitesse de la règle par rapport à ce
repère. Or l’unicité de la vitesse de la lumière dans le vide invalide ce postulat.
Nous calculons comment varie la longueur apparente d’une règle mesurée par rapport à
un repère d’inertie. Il en résulte que deux évènements peuvent être simultanés par
rapport à un repère d’inertie et non par rapport à un autre. Cette proposition est
logiquement équivalente à ce que le temps affecté à un événement ne puisse pas être
universel, c’est-à-dire commun à tous les repères d’inertie, car sinon, s’il
existait un temps universel t1 pour l’événement E1 et t2 pour l’événement E2 , il ne
pourrait pas y avoir simultanéité des deux évènements (t1 = t2) par rapport à un
repère d’inertie, et non simultanéité des deux évènements (t1 ≠ t2) par rapport à un
autre repère d’inertie. D’autre part, un évènement est repéré par rapport à un
repère d’inertie grâce à une coordonnée d’espace et une coordonnée de temps. Lorsque
nous changeons de repère d’inertie, ces coordonnées sont transformées. Nous
démontrons les formules de transformation à partir de l’expression rigoureuse de la
longueur apparente d’une règle en mouvement. Mot(s) clés libre(s) : Relativité, Relativité moderne, Théorie de la relativité
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Relativité et vitesse de la lumière
/ ENS Lyon CultureSciences-Physique, Gabrielle Bonnet
/ 18-09-2003
/ Unisciel
Bonnet Gabrielle
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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
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Quand les trous noirs éclairent la théorie d'Einstein - Pierre Binétruy
/ UTLS au lycée
/ 14-12-2007
/ Canal-U - OAI Archive
UTLS au lycée
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Une conférence de l'UTLS au lycée
Avec Pierre Binétruy (physicien, directeur du Laboratoire AstroParticule et Cosmologie (APC), Université Paris 7)
En partenariat avec Agrobioscience Université des lycéens
L’Ecole des Mines d'Albi-Carmaux (81Tarn) Mot(s) clés libre(s) : Astronomie, Einstein, relativité
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Physique et mathématiques
/ UTLS - la suite
/ 16-06-2005
/ Canal-U - OAI Archive
BRéZIN Edouard
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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
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Physique et cosmologie
/ UTLS - la suite
/ 19-06-2005
/ Canal-U - OAI Archive
BOUCHET François
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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
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Physique et cosmologie
/ UTLS - la suite
/ 19-06-2005
/ Canal-u.fr
BOUCHET François
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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
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Observation et cosmologie
/ UTLS au lycée, UTLS - la suite
/ 19-07-2001
/ Canal-U - OAI Archive
PUGET Jean Loup
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La cosmologie occupe dans les sciences observationnelles une place particulière. Elle se trouve en effet à la frontière entre physique fondamentale et astrophysique aussi bien par les questions auxquelles elle essaie de répondre que par son mode de relation entre théorie et observations. Les grandes questions sur la géométrie de l'univers, son histoire, son contenu ou sa dynamique ont été posées dés le début du vingtième siècle juste après la mise au point de la relativité générale comme théorie de la gravitation. L'histoire de la cosmologie est pavée depuis près d'un siècle par des prédictions très précises et souvent basées sur des considérations de physique fondamentale ou la philosophie n'était pas absente (si on pense en particulier à l'origine de l'inertie et au principe de Mach). Certaines de ses prédictions allaient même à l'encontre des premières observations comme le principe cosmologique supposant que l'univers est homogène a grande échelle. Il est frappant que beaucoup de ces prédictions, qui étaient pour certaines très difficile à tester, soient en passe d'être vérifiées. L'astrophysique, comme les sciences de la Terre, se heurte à une difficulté essentielle : la physico-chimie des objets étudiés est en général complexe et les prédictions liées à un modèle particulier ne peuvent être testées qu'avec une précision médiocre liée aux limitations évidentes de ces modèles eux même. Par contre en cosmologie, certaines prédictions peuvent être mesurées avec une précision qui les rapproche plus des expériences de physique fondamentale. L'exemple le plus spectaculaire est certainement le caractère Planckien du rayonnement cosmologique découvert par Penzias et Wilson et vérifié par le satellite COBE. L'histoire de cette prédiction née dans les années 40 de déductions hardies basées sur la physique nucléaire et finalement vérifiée dans les années 90 est un des meilleurs exemples. Il n'est pas le seul ; l'histoire de la constante cosmologique, celle de la matière noire ou surtout de la géométrie de l'Univers sont tout aussi passionnantes. Le caractère Euclidien ou non de la géométrie de notre univers est une de ces questions qu'il est difficile d'attacher à une seule discipline. Elle vient dans les dernières années d'entrer de plein pied dans la science expérimentale. Les moyens observationnels spatiaux liés à des progrès technologiques très pointus sur les détecteurs ont permis une part importante de ces vérifications spectaculaires. On retracera leur histoire durant le vingtième siècle. Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, courbure, étoile, expansion de l'univers, fond diffus cosmologique, galaxie, géométrie de l'univers, matière noire, modèle cosmologique, observation de l'espace, principe cosmologique, rayonnement électromagnétique, relativité g
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Mécanique céleste, Temps et calendriers
/ Observatoire de Paris
/ 09-2006
/ Unisciel
Arlot Jean-Eudes
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Les mouvements apparents du Soleil et de la Lune rythment notre vie depuis toujours. La mesure du temps, la mise en place des calendriers reposent sur ces mouvements. Ce chapitre de cours a pour but de montrer les liens qui les unissent ainsi que ce qu'est la réalité de ces mouvements, expliqués par la mécanique céleste. Des rappels historiques seront nécessaires pour suivre l'évolution de nos connaissances depuis la constatation des mouvements apparents jusqu'à la compréhension de ce qu'est l'ensemble du système solaire. Mot(s) clés libre(s) : repérage, système solaire, mécanique céleste, gravitation, relativité, éphémérides, dynamique, temps, calendriers, héliocentrisme
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