Depuis les travaux d'Einstein sur la relativité générale au début du XXe siècle, nous savons que l'espace est en expansion ou en contraction. L'observation montre que les galaxies s'éloignent toutes les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance : c'est la loi d'expansion de Hubble. Comme d'autres, cette observation n'a fait que confirmer la théorie du « Big Bang », selon laquelle l'Univers a commencé dans un état extrêmement chaud et concentré : la nucléosynthèse primordiale. Grâce à la détection du fond cosmique, on a pu repérer que cet état, composé d'éléments légers comme l'hélium ou le deutérium, a connu d'infimes fluctuations de densité 400 000 ans après le Big Bang. Ce sont ces fluctuations qui ont donné naissance aux galaxies. Depuis 1998, nous savons que l'expansion de l'Univers s'accélère, à cause d'une mystérieuse énergie noire. Un surprenant voyage dans l'espace, et donc... dans le temps !
Pionnière du domaine, Françoise Combes est spécialiste de la dynamique des galaxies : mêlant observation et simulation numérique, elle cherche à comprendre la relation entre la forme des galaxies et leur histoire, et à décoder les différentes étapes de leur croissance. La physique des trous noirs est pour cela indispensable : les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies y jouent un rôle majeur.
Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Avec quelles conséquences sur la formation des étoiles au sein de la galaxie correspondante ? Que peut nous apprendre l'observation des quasars, ces galaxies dont le trou noir supermassif central est extrêmement actif, et qui émet une lumière mille fois plus forte que toutes les étoiles de la galaxie réunies ?
Les objets célestes les plus impressionnants de l'Univers sont ici décryptés par une pionnière de l'étude du cosmos.
Une mystérieuse force à l'oeuvre dans les galaxies et les amas de galaxies. Une masse manquante dans l'univers L'idée de la matière noire est née de l'analyse de la dynamique des amas de galaxies, et des galaxies elles-mêmes: la force gravitationnelle engendrée par la matière répertoriée dans ces systèmes astronomiques ne semble pas suffisante pour assurer leur cohésion. D'où l'idée que, en plus de la matière visible, existerait également de grandes quantités de matière invisible, la matière noire, qui exercerait l'attraction suffisante pour retenir les galaxies dans les amas, les étoiles dans les galaxies. Quelle est cette matière? Où se cache t elle ? Quelle pourrait être la nature de cette matière noire ? Où se cache t elle ? Comment s'est-elle formée ? Ces questions préoccupent les astrophysiciens depuis près d'un siècle. Françoise Combes révèle les méthodes par lesquelles les astronomes tentent d'y répondre et présente les pistes les plus prometteuses des recherches actuelles. La gravité modifiée? Peut-être cette hypothèse naturelle n'est-elle, après tout, pas la bonne réponse ! Il faudrait alors envisager une forme de gravité modifiée.Un voyage dans le ciel profond des galaxies géantes, des quasars et des supernovas. Un enregistrement dense pour les oreilles averties ou passionnées.
Galaxies are vast ensembles of stars, gas and dust, embedded in dark matter halos. They are the basic building blocks of the Universe, gathered in groups, clusters and super-clusters. They exist in many forms, either as spheroids or disks. Classifications, such as the Hubble sequence (based on mass concentration and gas fraction) and the colormagnitude diagram (which separates a blue cloud from a red sequence) help to understand their formation and evolution. Galaxies spend a large part of their lives in the blue cloud, forming stars as spiral or dwarf galaxies. Then, via a mechanism that is still unclear, they stop forming stars and quietly end in the red sequence, as spheroids. This transformation may be due to galaxy interactions, or because of the feedback of active nuclei, through the energy released by their central super-massive black holes. These mechanisms could explain the history of cosmic star formation, the rate of which was far greater in the first half of the Universe?s life. Galaxies delves into all of these surrounding subjects in six chapters written by dedicated, specialist astronomers and researchers in the field, from their numerical simulations to their evolutions.
All galaxies host a super-massive black hole in their center. These black holes grow their mass in symbiosis with their host galaxy and moderate their star formation. When matter is driven towards the nucleus, an accretion disk is formed to transfer angular momentum and considerable energy is released when the material falls into the black hole: this is the phenomenon of active galactic nuclei (AGN). A nucleus can shine one thousand times more brightly than the entire galaxy with its 200 billion stars. The nuclear activity can take many forms, from very powerful quasars to more ordinary Seyfert galaxies, passing by radio-galaxies, which eject a collimated plasma at ten times the radius of the galaxy. This book examines all of these manifestations and presents a unified view. When two galaxies merge, a binary black hole is formed and the two black holes will spiral inwards and merge, emitting long gravitational waves, which could be detected by the future LISA satellite.
Grâce aux progrès fulgurants de la cosmologie, nous savons que l'Univers se compose à 5 % de matière ordinaire, dont seulement une infime partie est observable aujourd'hui sous forme d'étoiles et de gaz, et à 95 % de matière noire et d'énergie noire, deux entités qui nous sont encore complètement inconnues. Comment, dans ces conditions, élaborer un scénario de formation des structures pour expliquer l'origine et la dynamique des galaxies ? Cette leçon nous invite à explorer l'énigme la plus mystérieuse de l'astrophysique contemporaine.
Françoise Combes est astrophysicienne. Agrégée de sciences physiques et docteur d'État en astrophysique, elle a été sous-directrice du laboratoire de physique de l'École normale supérieure d'Ulm et astronome à l'Observatoire de Paris. Elle a présidé la Société française d'astronomie et d'astrophysique et dirigé le programme « Galaxies » du Centre national de la recherche scientifique. Membre de l'Académie des sciences depuis 2004, elle a été nommée professeur au Collège de France, titulaire de la chaire « Galaxies et cosmologie », en août 2014.
Revendiquant une diversité transdisciplinaire, translangagière et spatio-temporelle, cet ouvrage présente une recherche inédite sur la question du "plurilinguisme" et sur la manière de le favoriser en contexte de formation et d'enseignement primaire, secondaire et supérieur. Réalisé dans le cadre du projet pluridisciplinaire PLURI-L (Plurilinguisme : pratiques, représentations, acquisition, enseignement), la mise en perspective internationale permet de repérer des réflexions et des objectifs convergents et/ou complémentaires.
Notre connaissance de la Voie lactée a été profondément renouvelée depuis une dizaine d'années suite aux résultats du satellite astrométrique HIPPARCOS et aux grands relevés stellaires. Bien des concepts que l'on croyait bien établis se sont effondrés, pour être remplacés par d'autres qui vont dans le sens d'une plus grande complexité : en particulier, la mise en évidence des migrations radiales des étoiles vient brouiller l'image simpliste que l'on avait du disque galactique. Certains sujets ont fait d'énormes progrès, par exemple la physique du centre de la Voie lactée avec son trou noir massif, mais d'autres problèmes subsistent, comme la nature de la matière noire qui semble exister dans notre Galaxie.
Cet ouvrage fait le point des connaissances actuelles sur la Voie lactée, présentées d'une manière aussi simple et didactique que possible. Les notions de base sont toujours rappelées, ce qui rend son accès possible aux lecteurs n'ayant pas de formation approfondie en astronomie. Cet ouvrage de base servira pour mieux comprendre les résultats attendus de Gaia, qui vont arriver dans quelques années après le lancement en 2013.
Françoise Combes est astronome à l'Observatoire de Paris et membre de l'Académie des sciences. Son activité couvre une très grande partie des sujets abordés dans ce livre, avec une prédilection pour les simulations numériques.
James Lequeux est astronome émérite à l'Observatoire de Paris. Ses principales spécialités sont le milieu interstellaire, la formation des étoiles et l'évolution des galaxies.
Revisitant les travaux de Jürgen Habermas, l'ouvrage réunit les approches croisées de différentes sciences humaines, afin de reconstituer les mutations intervenues dans les pays de langue allemande : les nouvelles technologies entretiendraient-elles l'illusion d'une citoyenneté universelle, remplaçant en fait la norme par une expression individuelle guettée par l'arbitraire ?
Our knowledge of the Milky Way has been deeply renewed since a dozen years, following the results of the astrometric satellite HIPPARCOS, and those of large stellar surveys. Many concepts thought to be well established disappeared, to be replaced by others going towards a larger complexity: in particular, the discovery of radial migrations of stars has blurred the simple image that we had of the Galactic disk. There has been large progress in some domains, for instance the physics of the Galactic Center with its super-massive black hole; other problems remain unsolved, such as the nature of the dark matter existing like a halo around our Galaxy. This book reviews our present knowledge of the Milky Way, in the simplest and most didactic way as possible. Basic notions are always recalled, which make the book accessible to readers without any advanced formation in astronomy. This basic work will be very helpful to understand the results expected from GAIA, the new ESA astrometric satellite launched on December 19, 2013.
Un état des lieux des recherches tant en sciences du langage que dans d'autres sciences humaines (cognition, neurophysiologie, psychologie...) dans une optique transdisciplinaire pour répondre aux problèmes que la didactique des langues doit résoudre.
