La plus grande énigme de l'astronomie : De Newton et Einstein à l'énergie et matière noires

Et allez ! Encore une chronique sur un bouquin de physique ! Et de l'astronomie en plus ! Nom de Zeus, Marty ! Monte donc dans la Delorean et branche le convecteur temporel ! Là où on va, il n'y a pas besoin ... de route ! (Logiquement, vous devriez avoir la ref. Si ce n'est pas le cas, recherchez sur Internet. Optez de préférence pour un moteur de recherche bio et non genré).

Ce coup-ci, il s'agit de la matière noire et de l'énergie noire. Mais qu'est-ce donc que ces deux machins ? Y aurait-il un lien avec le pétrole, l'or noir ? Ou un lien avec la magie noire, ou quelque chose du style marabout, un peu ésotérique pour le retour de l'être aimé, pour décupler votre chance aux jeux ou encore régler vos problèmes d'impuissance sexuelle ? Ou alors, c'est la mer Noire, comme dirait ce merveilleux candidat de "Questions pour un champion" ? (séquence culte télévisuelle à déguster si jamais vous aviez hiberné au fond d'une grotte pendant ces 15 dernières années).

Ou encore l'étoile noire ? Peut être flirte-t-on avec le côté obscur de la force ? Luke ! Dark Vador, c'est ton père.

Bon, ce n'est évidemment rien de tout cela.

Il s'agit là, d'après l'auteur, du plus grand mystère de la physique contemporaine. Toutefois, au risque de spoiler, il y assez peu de chance que vous finissiez le livre avec une idée claire sur ce que sont ces matières et énergies noires, étant donné que personne ne sait vraaaaiment ce que c'est. Les scientifiques savent juste que ça DOIT exister. Pas de machins noirs, pas d'Univers. Pas de bras, pas de chocolat.

Et pourtant, la question n'est pas nouvelle. Déjà, au XVIIe siècle, un certain Richard Bentley s'est particulièrement intéressé aux réflexions de Sir Isaac Newton sur la gravitation universelle.

Parce qu'il fait bien avouer que la gravitation, c'est une théorie scientifique assez attirante (ahah!), plutôt en rupture par rapport à la pensée classique de l'époque. Les pommes tombent des arbres par le même mécanisme que celui qui fait que les planètes tournent (tombent) vers le soleil.

En tant que groupie inconditionnelle, Bentley engage avec Newton une correspondance épistolaire dans laquelle il lui balance toute une palanquée de questions bien ciblées, auxquelles Newton a tenté de répondre de manière plus ou moins visionnaire.

Parmi ces questions, il y a LA question, LA pregunta, ou encore THE couechtjion comme dirait Nelson Monfort.

En gros, il lui demande un truc de ce style : C'est bien beau cette idée de force qui fait que les corps s'attirent. Mais si c'est le cas, pourquoi toutes les étoiles, planètes et autres machins de l'univers ne se regroupent pas en une grosse seule boule ?

Et tac, Isaac ! Tu fais moins le malin, là ???

Mais c'est là que Newton va sortir son arme magique. Cette arme, d'une efficacité redoutable, qui est brandie depuis des générations et qui continue à être brandie de nos jours dès lors qu'on ne comprend pas quelque chose : "il doit y avoir une intervention extérieure qui contrebalance la gravité"... Et oui, vous ne rêvez pas ! Cela serait bien Dieu avec ses petits bras musclés qui ferait en sorte d'éviter que tout l'univers se ratatine sous l'effet de la gravité.

C'est une explication qui vaut ce qu'elle vaut.
Quoiqu'il en soit, la théorie de la gravitation de Newton s'avèrera être d'une puissance incontestable et qui ne sera pas remise en cause pendant 250 ans.

Et c'est là que le petit moustachu aux cheveux ébouriffés entre en scène avec sa théorie de la relativité générale. Pour Albert Einstein (c'est bien de lui qu'il s'agit), l'attraction due à la gravité n'est pas une force entre deux corps qui interagissent à distance, mais une manifestation de la courbure de l'espace-temps d'autant plus marquée que la masse du corps en question est grande.
Un soleil va créer une grosse courbure qui va avoir tendance à faire "glisser" les planètes vers lui. Et comme elles ont une vitesse, bah elles tournent autour de lui en se rapprochant de plus en plus à chaque tour.

Cela dit, ça ne répond pas à la question de Bentley. Si plus un corps est lourd, plus ça courbe, plus ça attire, plus ça s'accumule, plus c'est lourd, plus ça courbe, ... et paf, le chien. Toute la matière devrait se regrouper en une grosse boule. Et force est de constater que ce n'est pas le cas.

Einstein, malin comme un lynx, va donc trouver une astuce. Il va ajouter dans son équation de la relativité générale une force répulsive (la constante cosmologique) qui ira contre la gravité et qui fera que l'univers ne s'effondrera pas sur lui même. L'honneur est sauf. Newton avait appelé ça Dieu. Dieu est grand.

Plus fort encore, non seulement il a été demontré que cette constante cosmologique devait être une réalité, mais il a aussi été demontré qu'elle est plus forte que la gravité, ce qui fait que l'univers est en EXPANSION !!! Et pour expliquer ce phénomène, il faut supposer qu'il existe une espèce d'énergie du vide qui accélère l'expansion : et hop, le tour est joué. La voilà notre énergie noire ! le vide est vide mais ... mais pas tout à fait. En fait, pas du tout même.

Dans le même ordre d'idée, il a été demontré que les étoiles tournent trop vite dans les galaxies et leur masse ne serait pas suffisante pour que la gravité les garde au chaud en orbite (pas de contrepèterie ici, ne cherchez pas). Avec leur vitesse, elles devraient être éjectées et non tourner ... A moins qu'elles ne soient constituées d'une matière invisible qui les alourdit : et pouf, la matière noire. Lourde, indétectable et indetectée à ce jour.

Limpide.

Enfin, presque. Les physiciens estiment que la matière noire et l'énergie noire représentent respectivement 27 et 70 % de l'univers.

Y'a encore du beurre à tartiner pour des décennies.

L'Univers est un mystère. Pour autant, les avancées de la science nous montrent que ce mystère n'est pas indéchiffrable. Progressivement, à coup de génie, nos connaissances s'enrichissent pour mieux connaître l'environnement dans lequel nous baignons depuis plusieurs milliards d'années.

La problématique est simple : pourquoi la matière s'est-elle répartie de cette manière et pas d'une autre ?

Dans ce livre, c'est un cheminement qui nous permet de comprendre comment nous en sommes venus à nous poser ce genre de question et ce qui a pu être mis en oeuvre pour tenter d'y répondre.

Et c'est avec Newton que ce livre débute. Newton est notamment l'auteur du chef d'oeuvre ou du sensationnel « Principa mathematica ». Ouvrage qui pose les bases de la physique contemporaine et plus particulièrement de la gravité. La légende veut que la théorie de la gravité soit venue à Newton par une pomme lui tombant sur la tête. C'est sans doute un peu plus compliqué que cela !

Si Newton pose les bases, sa théorie, comme toutes les théories majeures qui bouleversent nos conceptions les plus fondamentales, aura du mal à faire l'unanimité. Mais elle y parviendra.

Mais cette théorie de la gravité ne fonctionne pas à toutes les échelles et il faut attendre le génie d'Einstein et ses théories de la relativité pour compenser ce manque. Rien aujourd'hui, ne vient bousculer la relativité.

Cela ne suffit cependant pas à bien comprendre la mécanique de l'Univers puisque nous ne connaissons que 5% de la matière qui le constitue. le reste, ce sont des éléments hypothétiques comme la matière et l'énergie noires. Nous connaissons leurs effet, notamment sur la rotation des galaxies, mais nous ne savons pas leur nature… La prochaine grande énigme à résoudre ?

Mon avis : j'ai apprécié la lecture de ce livre dont la problématique en pose finalement de nouvelles. le cheminement est logique, il mêle science et histoire des sciences avec dextérité et c'est finalement assez prenant. On se rend facilement compte, à la fin de la lecture, que nous sommes loin, très loin d'avoir tout compris et qu'il reste suffisamment de travail pour des générations entières de chercheurs !
Lien : https://leslecturesdeleon.bl..

Livre reçu dans le cadre de masse critique. le format du livre surprend de premier abord, plutôt petit, comparé aux sommes sur le sujet. Je ne suis pas un scientifique et le format me rend le livre sympathique d'entrée. L'auteur va nous mener pas à pas vers les derniers secrets de l'univers à travers l'histoire des découvertes. J'avoue que l'idée est vraiment bonne, on part de concepts assez simples et l'on va cheminer de concept en concept jusqu'aux dernières découvertes et interrogations.
Ce livre s'adresse t-il à tout le monde ? Je pense que tout esprit curieux le comprendra aisément, même s'il faut parfois relire le paragraphe pour l'assimiler. les dernières découvertes sont bien évidemment les plus ardues et l'on peut ne pas tout comprendre (c'est mon cas), mais il s'agit de détails, l'idée principale reste comprise.
Un bémol cependant, surtout pour les gens dont la vue ne s'arrange pas, les illustrations (graphiques) sont vraiment trop petites.