Gravité! Du Big Bang aux Trous Noirs

A propos du cours

La gravité, qu’est-ce que c’est ? Le thème, si présent ces temps derniers dans les films d’Hollywood, est le fil rouge entre des concepts aussi intrigants que le Big Bang, les trous noirs, l’énergie sombre, l’espace-temps, les ondes gravitationnelles, l’expansion de l’Univers.

Si ces questions vous intéressent, ce cours vous est destiné. Il ne demande pas de connaissances particulières en physique, juste de la curiosité pour comprendre notre Univers et la place que nous y occupons.

La théorie de la gravité, la relativité générale d’Einstein, a tout juste 100 ans. Ce cours vous présentera de façon simple les principales idées derrière cette théorie avant de vous expliquer pourquoi la gravité « est le moteur de l’Univers ». Les notions de base seront ensuite introduites pour comprendre pourquoi l’Univers est en expansion, pourquoi voir loin c’est voir dans le passé, comment peut-on bien savoir ce qui s’est passé juste après le Big Bang, ce que sont les composantes sombres de l’Univers, pourquoi attend-on impatiemment la découverte des ondes gravitationnelles, et ce qui se passe quand on traverse l’horizon d’un trou noir.

Le cours est assuré par Pierre Binétruy de l’Université Paris Diderot. Le cosmologue George Smoot participe à ce cours et vous expliquera les découvertes pour lesquelles on lui a décerné le Prix Nobel. Marie-Odile Monchicourt, journaliste scientifique posera chaque semaine les questions que vous aviez sur les lèvres.

Format

Le cours se déroulera sur 6 semaines avec quelques jours pour vous familiariser auparavant avec le fonctionnement de la plateforme; il se terminera par une évaluation permettant d’obtenir une attestation de suivi avec succès.

Chaque semaine vous propose :

• Un récapitulatif des principales notions déjà abordées
• Un cours composé de 3 séquences vidéo d’une quinzaine de minutes
• Un focus, sous forme de clip d’une dizaine de minutes insistant sur les aspects expérimentaux et observationnels
• Une question posée à Pierre Binétruy par la journaliste scientifique Marie-Odile Monchicourt.

Chaque semaine les participants pourront proposer des définitions de certains des concepts abordés. Les meilleures définitions seront retenues et permettront de construire collectivement un glossaire.

Plan du cours

Semaine 1 : La force gravitationnelle. La théorie d’Einstein

1. Galilée et la chute des corps
2. Newton et la chute de la lune
3. Einstein et la chute de l’ascenseur

Focus : Quelques expériences simples pour se familiariser avec la gravitation

Semaine 2 : Cosmologie : la gravité est le moteur de l’Univers

1. Univers statique ou univers en expansion
2. L’histoire de l’Univers devant nos yeux
3. « Big Bang theory »

Focus : Voyagez dans l’Univers avec George Smoot…

Semaine 3 : Inflation cosmique

1. Première lumière à l’horizon !
2. De l’horizon à l’inflation
3. A la recherche des anisotropies du fond cosmologique

Focus : La mission spatiale Planck

Semaine 4 : Les composantes obscures de l’Univers

1. Matière sombre
2. Energie sombre
3. Energie du vide

Semaine 5 : Ondes gravitationnelles

1. Ondes gravitationnelles
2. Explosions cosmiques
3. Métrologie fine et interférométrie

Focus : la mission LISAPathfinder préparant le futur

Semaine 6 : Trous noirs

1. La vie d’une étoile
2. La physique des trous noirs
3. Comment voir les trous noirs ?