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

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

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

C'est quoi la gravité ? : une conférence de Marc Magro, Maître de Conférences à l'ENS Lyon, présentée dans le cadre des conférences de Formaterre 2006 (INRP, ENS Lyon).
Mot(s) clés libre(s) : gravité, masse inertielle, masse gravitationnelle, relativité, relativité restreinte, relativité générale, espace-temps, courbure de l'espace-temps, transformations de Lorentz, transformations de Galilée, mécanique classique, ether, mécanique Newtonienne, gravité quantique, théorie des cordes, simultanéité, géométrie euclidienne

La théorie de la relativité générale, les modèles de trous noirs et les solutions cosmologiques de type " big-bang " qui en découlent, décrivent des espace-temps courbés par la gravitation, sans toutefois trancher sur certaines questions fondamentales quant à la nature de l'espace. Quelle est sa structure géométrique à grande et à petite échelle ? Est-il continu ou discontinu, fini ou infini, possède-t-il des " trous " ou des " poignées ", contient-il un seul feuillet ou plusieurs, est-il " lisse " ou " chiffonné " ? Des approches récentes et encore spéculatives, comme la gravité quantique, les théories multidimensionnelles et la topologie cosmique, ouvrent des perspectives inédites sur ces questions. Je détaillerai deux aspects particuliers de cette recherche. Le premier sera consacré aux trous noirs. Astres dont l'attraction est si intense que rien ne peut s'en échapper, les trous noirs sont le triomphe ultime de la gravitation sur la matière et sur la lumière. Je décrirai les distorsions spatio-temporelles engendrées par les trous noirs et leurs propriétés exotiques : extraction d'énergie, évaporation quantique, singularités, trous blancs et trous de ver, destin de la matière qui s'y engouffre, sites astronomiques où l'on pense les avoir débusqués. Le second aspect décrira les recherches récentes en topologie cosmique, où l'espace " chiffonné ", fini mais de topologie multiconnexe, donne l'illusion d'un espace déplié plus vaste, peuplé d'un grand nombre de galaxies fantômes. L'univers observable acquiert ainsi la forme d'un " cristal " dont seule une maille correspond à l'espace réel, les autres mailles étant des répliques distordues emplies de sources fantômes.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, courbure, espace, espace courbe, espace riemannien, espace-temps, forme de l'espace, géométrie différentielle, géométrie euclidienne, géométrie multidimensionnelle, gravitation, physique quantique, relativité générale, topologie

Le GPS, une conférence de Jean-Pierre Lièvre. Principe de fonctionnement du Global Positioning System (GPS) et difficultés de mise en oeuvre.
Mot(s) clés libre(s) : GPS, localisation, satellite, satellites, lois de Képler, doppler fizeau, Galiléo, relativité restreinte, synchronisation, horloges atomiques, horloge atomique

Notre cosmologie décrit l'univers (sa structure et son évolution) par les modèles de big-bang, en rupture par rapport aux conceptions des siècles et des millénaires passés, en opposition avec le mythe d'un univers éternellement identique à lui-même. Je montrerai le cheminement des idées et des résultats d'observations qui ont mené notre pensée vers ces modèles. Je détaillerai leurs fondements, principes et théories. Je montrerai comment les résultats actuels des observations, y compris les plus récents, y conduisent irrémédiablement. J'exposerai leurs principales caractéristiques, en soulignant ce qui les distingue des conceptions antérieures. J'indiquerai enfin quelques unes des voies de recherche actuelles à leur sujet.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, cosmologie, espace-temps, expansion de l'univers, fond diffus cosmologique, galaxie, physique quantique, recombinaison, relativité générale, univers

Une conférence de Marc Lachièze-Rey, Astrophysicien au DAPNIA, CEA de Saclay. Découvrez l'histoire de notre compréhension de l'infini de l'Antiquité grecque à nos jours. Que sait la science à ce sujet aujourd'hui ? Connaît-on la courbure de l'univers ? Que dit la théorie des cordes ? Autant de questions auxquelles l'orateur s'est efforcé de répondre de manière accessible.
Mot(s) clés libre(s) : infini, courbure de l'espace-temps, théorie des cordes, expansion de l'univers, nébuleuse, relativité

Conférence du 6 juillet 2000 par Etienne Klein. Chacun comprend de quoi nous voulons parler lorsque nous prononçons le mot temps, mais personne ne sait vraiment quelle réalité se cache derrière lui. Si le mot est clair, la chose ne l'est pas, qui se perd dans les brumes dès qu'on tente de la saisir. Pourtant les sciences, en particulier la physique, interrogent sans relâche la nature et les propriétés du temps. Quel statut faut-il lui donner ? S'écoule-t-il de façon régulière ? Est-il réversible ? Comment est-il relié à l'espace ? Peut-on concilier temps physique et temps psychologique ? Nous verrons comment chacune des révolutions qui ont agité la physique a remis en cause notre représentation du temps et des liens qu'entretient ce dernier avec l'espace et la matière.
Mot(s) clés libre(s) : charge, épistémologie, espace, flèche du temps, interaction faible, matière, parité, philosophie des sciences, physique des particules, physique quantique, symétrie CPT, temps, théorie de la relativité

Ce cours est composé de 3 parties : A-Cinématique - changements de référentiels, B- Dynamique - référentiels non galliléens, C-Dynamique - caractère galiléen approché de quelques référentiels d'utilisation courante.
Mot(s) clés libre(s) : référentiels non galiléens, relativité du référentiel, accélérations, mouvement de translation, référentiel en translation, référentiel géocentrique, référentiel terrestre