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Sciences physiques
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Nous avons tous admiré les figures que dessinent les étourneaux dans le ciel sans nous interroger sur leur genèse. Comment l'ordre émerge-t-il d'un mouvement fluctuant ? Par quel mécanisme une multitude d'oiseaux en interaction locale parviennent-ils à afficher des comportements si subtils à l'échelle globale ?
Ces questions, qui s'appliquent aussi aux électrons, aux spins, aux molécules, voire aux neurones, à la foule, aux actions boursières, etc., Giorgio Parisi s'est attelé à les résoudre en contribuant à forger une discipline inédite, qui porte bien au-delà de la physique : la science de la complexité.
Dans ce chef-d'oeuvre de vulgarisation, le prix Nobel de physique 2021 propose une introduction personnelle à ce nouveau champ tout en détaillant son aventure scientifique. Il nous conte comment, après une thèse sur le boson de Higgs, il s'est spécialisé en physique statistique, à laquelle il a apporté des contributions majeures sur les sujets les plus divers : les mouvements collectifs, dont il a percé les secrets, mais aussi les transitions de phase, le magnétisme, les propriétés de certains alliages, etc. Chemin faisant, il livre une puissante réflexion sur le sens de la science et la force de l'intuition. -
Bienvenue dans la nouvelle révolution quantique : ordinateur, cryptographie, internet, spatial, etc.
Julien Bobroff
- Flammarion
- Sciences
- 5 Octobre 2022
- 9782080272720
Début 2021 : la France annonce un plan quantique à 1,8 milliard d'euros, signe d'une rupture technologique majeure. Santé, environnement, chimie, biologie, finance, aéronautique, cryptographie, big data, intelligence artificielle tous les domaines pourraient bien être touchés par le « Graal » quantique, à savoir le futur ordinateur tant vanté par la science-fiction. Mais d'autres percées se profilent derrière notre capacité à manipuler un photon ou un atome unique : des capteurs d'une sensibilité insoupçonnée, des simulateurs inédits, voire de nouvelles façons de communiquer
Quels sont les fondements de cette révolution ? Quelles applications concrètes pourraient bouleverser notre quotidien demain ? Pour le savoir, Julien Bobroff a rencontré les meilleurs experts et poussé la porte des laboratoires les plus réputés. Tout en détaillant avec la plus grande clarté les mystères de l'intrication et les subtilités des « qubits », il nous fait part de ses découvertes, fort de cette certitude : le XXI siècle sera quantique. -
Premier livre de Stephen Hawking écrit à l'intention du non-spécialiste, succès incontournable dès sa parution, Une brève histoire du temps présente dans un langage simple et accessible les développements contemporains de l'astrophysique.
Retraçant les grandes théories du cosmos, de Galilée et Newton à Einstein et Poincaré, racontant les avancées prodigieuses de la recherche sur l'espace et le temps, expliquant la nature des trous noirs, il propose de relever le plus grand défi de la science moderne : la quête d'une théorie unitaire unifiant la relativité générale et la mécanique quantique. -
Qu'est-ce que le temps ?
Au coeur d'un étrange mystère, il semble insaisissable : on sait dorénavant qu'il s'écoule plus lentement en plaine qu'en altitude ; qu'à l'échelle des étoiles et des planètes, il varie d'un point à l'autre. Que reste-t-il de tangible dans ces décombres ? Et comment construire une théorie du temps qui colle à notre perception, mais aussi à l'analyse des philosophes et aux fulgurances des poètes ?
Voilà le défi brillamment relevé par Carlo Rovelli, qui livre au fil des pages les découvertes d'une vie de chercheur consacrée à la question fascinante du temps. -
Le grand récit des montagnes : une randonnée scientifique à la découverte des lois du monde
Blandine Pluchet
- Flammarion
- Sciences
- 18 Mai 2022
- 9782080286789
Elles se dressent au bout du sentier, somptueuses, d'un gigantisme à couper le souffle. À qui prend le temps de les observer, les montagnes proposent toutefois bien plus qu'un panorama : derniers îlots sauvages, elles dévoilent les lois du monde.
Issues des profondeurs de la Terre, elles recèlent un eldorado de savoirs, de la formation des roches à l'évolution du climat, des phénomènes atmosphériques à la lecture des paysages. Proches du ciel, elles abritent aussi d'étranges observatoires, où les chercheurs recueillent les signaux les plus ténus afin de percer les grands mystères de l'Univers.
Excursion alpine, visite de laboratoire souterrain, randonnée naturaliste, chasse aux météores, etc. : suivez l'autrice à la découverte de ces temples de la science... -
Anomalies cosmiques : la science face à l'étrange
Aurélien Barrau
- Dunod
- Quai des Sciences
- 7 Septembre 2022
- 9782100848416
La science est toujours présentée à travers ses succès. La situation, pourtant, se révèle être un peu plus complexe. Littéralement parlant, toutes les théories sont fausses. Elles seront un jour remplacées par de meilleurs modèles qui, bien souvent, feront table rase des concepts passés. A la base de ces révolutions, magnifiques et inquiétantes, se trouvent les anomalies. Elles s'immiscent par effraction dans le paradigme des modèles standards. Elles grèvent l'édifice patiemment construit par les scientifiques. Certaines s'avèrent finalement des étrangetés passagères mais d'autres tiennent bon et déclenchent des tempêtes. A partir de ces anomalies s'esquissent les prémisses d'une nouvelle science qui reste pour l'essentiel à écrire. De l'étrange hégémonie de la matière dans l'univers aux mystères des trous noirs et du vide quantique, Aurélien Barrau nous emmène sur ce chemin inconfortable de la science, jalonné de fissures.
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L'ile au bonheur - hommes, atomes et cecite volontaire
Bernas Harry
- Le pommier
- Hors collection
- 24 Août 2022
- 9782746525580
Le Bronx, 1945. Par une moite après-midi d'août, un gamin dont la famille a fui le nazisme écoute la radio. Surgit la voix du président Truman : une seule bombe, « atomique », a rasé Hiroshima. « Le plus grand succès de la science organisée de toute l'histoire. » De cet événement, le petit garçon retiendra notamment la photo d'une absence?: un homme retiré de son ombre par la déflagration. Adulte, le gamin deviendra physicien : ancien directeur de laboratoire au CNRS, Harry Bernas est aujourd'hui un scientifique reconnu dans le domaine des nanosciences, et son histoire n'a cessé de croiser celle de la science nucléaire. Jusqu'à Fukushima. Fruit d'un programme nucléaire ayant occulté les risques d'un tsunami pourtant documentés, le drame de 2011 a agi comme un révélateur de la cécité volontaire des hommes sur les conséquences de leurs choix techniques et sociaux. Dans ce captivant récit qui entremêle souvenirs personnels et réflexions scientifiques, Harry Bernas tente de comprendre d'où vient cet aveuglement délibéré. Lucidement, mais sans aucun fatalisme, il met au jour comment, du projet Manhattan aux réacteurs GEN-IV en passant par la politique « Atomes pour la paix » d'Eisenhower, on en est venu à modifier insensiblement la finalité même de la science, dont l'objet ne consiste plus à connaître le monde, mais à la rendre perméable au pouvoir. Ou comment Newton et Einstein ont été supplantés par Jeff Bezos et Elon Musk. Nous pensions vivre paisiblement sur l'île au Bonheur. En japonais, « île au Bonheur » se dit Fukushima... Traduction de Nancy Huston
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L'immensité de notre Univers ne cesse d'intriguer et de stimuler les imaginations.
Pour mieux appréhender l'infiniment grand et l'histoire de l'Univers depuis ses tout premiers instants, il faut se tourner vers un autre infini, l'infiniment petit, et ses quarks, leptons et bosons, à la base du modèle standard de la physique des particules. En les étudiant, on cherche à percer le secret de l'organisation de la matière à la plus petite échelle. Sans l'infiniment petit, on ne peut décrire ni le Big Bang, ni le comportement des grandes structures stellaires, ni la naissance de la matière. Et sans ces deux infinis ensemble, on ne peut bâtir les modèles théoriques expliquant la matière noire, l'énergie noire ou fonder la gravitation quantique.
Les physiques des infinis sont des physiques hors normes qui se racontent à grand renfort de superlatifs. Elles nécessitent des installations internationales de très grande envergure, et nous entraînent dans des voyages aux confins de la perception où l'on flirte avec la vitesse de la lumière et jongle avec les limites des propriétés de la matière.
En trente courts chapitres abondamment illustrés, cet ouvrage rend compte de ce que l'on sait déjà comme de ce que l'on cherche encore. -
Magique atome : comment le tableau périodique des éléments peut (presque) tout expliquer
Tim James
- Dunod
- Hors Collection
- 21 Septembre 2022
- 9782100849109
Quelle est la formule chimique d'un être humain ? Quelle est la
substance la plus dangereuse de l'histoire ? Quels sont les neuf
éléments qui ont radicalement changé le monde ?
Ce livre vous emmène à la découverte des 118 briques fondamentales
de la matière : les atomes ! Au cours de ce voyage, vous rencontrerez
le célèbre savant Dmitri Mendeleïev, inventeur du tableau périodique
des éléments, et serez initié avec humour et sans effort aux mystères
de la matière, à la radioactivité et même à la fusion nucléaire... -
L'élégance des molécules
Jean-Pierre Sauvage
- Humensciences
- Quoi de neuf en sciences?
- 16 Mars 2022
- 9782379313127
Par quel miracle l'Homme peut-il créer des assemblages moléculaires complexes et d'une grande beauté qui présentent des propriétés proches de celles des molécules de la vie ? C'est la prouesse accomplie par l'auteur et son équipe. Après tout, pourquoi s'en étonner ? La chimie permet de fabriquer presque n'importe quelle molécule : antibiotiques, anticancéreux, antiviraux, anti-inflammatoires, matériaux pour l'électronique et l'informatique, composés pour l'agrochimie... Toutes ces applications essentielles pour l'humanité sont dues à la « synthèse moléculaire » et non à la nature. Ce livre écrit par un Prix Nobel de chimie est à la portée de tous parce qu'il invite au rêve autant qu'à la réflexion, tout en racontant l'histoire de l'un de nos plus grands chercheurs actuels. Une ode à la vie, un plaidoyer pour la curiosité.
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Einstein et les révolutions quantiques
Alain Aspect
- Cnrs editions
- Les grandes voix de la recherche
- 21 Novembre 2019
- 9782271127815
La première révolution quantique qui naît notamment sous l'impulsion d'Einstein au début du XXe siècle, bouleverse notre vision du monde, fait émerger des concepts surprenants comme la dualité onde-particule, et conduit à des inventions majeures : le transistor, le laser, les circuits intégrés des ordinateurs.
Moins connu est le développement d'une deuxième révolution quantique initiée en 1935 par le débat entre Albert Einstein et Niels Bohr, et rendue possible à partir de la fin des années 1960 par l'expérimentation sur des particules individuelles. Cette révolution, qui se déroule encore sous nos yeux, repose sur la notion étrange de particules intriquées qui se comportent de manière extraordinairement similaire même lorsqu'elles sont éloignées. Cette notion a été vérifiée en particulier dans les expériences d'Alain Aspect au début des années 1980 et connaît déjà des applications concrètes, notamment en matière de cryptographie. Elle pourrait déboucher à terme sur des technologies nouvelles comme l'informatique quantique.
Tourné vers une physique d'avenir, cet ouvrage raconte une magnifi que histoire de science, dans laquelle l'expérimentation a permis de trancher des débats philosophiques. -
Trous noirs et distorsions du temps
Kip S. Thorne
- Flammarion
- Champs Sciences
- 9 Février 2022
- 9782080281173
Kip S. Thorne a été l'un des acteurs privilégiés d'une quête grandiose consistant à comprendre l'héritage transmis par Einstein.
Pour nous faire vivre la captivante chronique des découvertes scientifiques prédites par la théorie de la relativité, il nous entraîne à travers un labyrinthe d'objets exotiques - naines blanches, étoiles à neutrons, ondes gravitationnelles, etc. -, dont les trous noirs sont peut-être les plus mystérieux de l'univers.
Jonglant avec les décennies, évoquant la multiplicité des collaborations scientifiques à l'échelle de la planète, montrant l'enchevêtrement de la recherche et de la guerre froide, Kip S. Thorne peint une fresque fascinante et contrastée, où se côtoient astrophysique, sociologie, physique et spéculations audacieuses. -
Qu'est-ce que le temps ? Est-il possible de voyager dans le temps ? Quelle est la différence entre le passé et le futur ? Jusqu'aux travaux de Newton, ces questions étaient purement l'objet de spéculations philosophiques. Aujourd'hui, les scientifiques ont beaucoup appris sur le temps, et son étude est devenue un sujet primordial des recherches en physique. Ce livre retrace l'évolution de la théorie physique depuis Newton jusqu'à aujourd'hui, en passant par la théorie de la relativité d'Einstein. En confrontant la mécanique statistique, les sciences cognitives et la phénoménologie, l'auteure vise également à réconcilier ces théories avec notre expérience quotidienne du temps, de la mémoire et de la perception.
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Y a-t-il un grand architecte dans l'Univers ?
Stephen William Hawking, Leonard Mlodinow
- Odile jacob
- 24 Février 2011
- 9782738198990
Pourquoi et comment l'Univers a-t-il commencé ? Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Quelle est la nature de la réalité ? Comment expliquer que les lois naturelles soient aussi finement ajustées ? Et nous, pourquoi donc existons-nous ?Longtemps réservées aux philosophes et aux théologiens, ces interrogations relèvent désormais aussi de la science. C'est ce que montrent ici avec brio et simplicité Stephen Hawking et Leonard Mlodinow, s'appuyant sur les découvertes et les théories les plus récentes, qui ébranlent nos croyances les plus anciennes. Pour eux, inutile d'imaginer un plan, un dessein, un créateur derrière la nature. La science explique bel et bien à elle seule les mystères de l'Univers. Des réponses nouvelles aux questions les plus élémentaires : lumineux et provocateur ! Le premier ouvrage important de Stephen Hawking depuis dix ans. Célébrissime auteur d'Une brève histoire du temps, de Trous noirs et Bébés univers et de L'Univers dans une coquille de noix, Stephen Hawking est professeur à l'Université de Cambridge. Leonard Mlodinow est physicien au California Institute of Technology.
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La physique, science fondamentale de la matière et de l'énergie, englobe tous les niveaux de la nature, du subatomique au cosmique, et repose sur une grande partie de la technologie qui nous entoure.
Sidney Perkowitz donne un aperçu de la genèse et du fonctionnement de cette science omniprésente: qui la finance, comment les physiciens pensent et comment la physique soutient la technologie que nous utilisons tous. Présentant les théories et les résultats de la physique pure et appliquée, il part des idées des philosophes grecs pour arriver à la mécanique quantique moderne en passant par la production d'énergie. À partir de ses expériences les plus conséquentes, il aborde les effets de la physique sur la société, la culture et la vision qu'a l'Humanité de sa place dans l'Univers. -
La quantique autrement - garanti sans equation !
Bobroff Julien
- Flammarion
- Hors collection
- 23 Septembre 2020
- 9782081522381
Imaginez un monde où un objet se trouve à plusieurs endroits à la fois, où deux particules distantes d'un millier de kilomètres s'influencent instantanément et où un mur n'en est plus un. Cet univers mystérieux qui bat en brèche toutes nos intuitions, c'est celui de la « quantique ».
Comment attaquer ce monument de la physique ? En souscrivant au pari fou de Julien Bobroff : nous révéler ses merveilles sans équation ni exposé historique !
La Quantique autrement procède en effet à rebours des ouvrages existants, souvent focalisés sur les travaux des pères fondateurs. Avec la plus grande rigueur, l'auteur privilégie les analogies et les explications choisies, éclairées par des illustrations inédites pour enfin « voir » les phénomènes. En direct des laboratoires, il détaille aussi les derniers développements de la discipline, notamment l'ordinateur quantique, la supraconductivité à température ambiante et la biologie quantique.
Le traité attendu sur une science qui n'a pas fini de nous fasciner. -
Qu'est-ce que la gravité ? le grand défi de la physique
Etienne Klein, Philippe Brax, Pierre Vanhove, Collectif
- Dunod
- 9 Mars 2022
- 9782100840090
La relativité générale a fêté son centième anniversaire, et la récente détection des ondes gravitationnelles par les consortiums LIGO et Virgo a confirmé de façon éclatante la prédiction d'Einstein : des masses en accélération peuvent produire une oscillation de l'espace-temps se propageant à la vitesse de la lumière.
Destiné à tous les esprits curieux, cet ouvrage présente une réflexion plurielle sur la nature de la gravité. L'enquête, philosophique, historique et scientifique, aborde tous les domaines où la gravitation opère, de la cosmologie quantique à la matière noire et aux trous noirs. -
Une leçon par jour pour comprendre la physique quantique !
Un petit livre pour tous ceux qui, curieux de physique, mais néophytes en la matière, souhaitent enfin comprendre ce qu'il se cache derrière cette notion de " quantique ", dont on entend régulièrement parler sans bien savoir ce qu'elle signifie, souvent d'ailleurs utilisée à tort et à travers.
Pour tous ceux qui, curieux, ont envie de faire un voyage dans la pensée des scientifiques, pour y découvrir un monde insaisissable à nos sens, celui de l'infiniment petit, où les lois qui régissent les phénomènes n'ont rien à voir avec celles du monde à notre échelle. -
À quoi ressemble un atome ?La matière est-elle vide ?L'ordinateur quantique menace-t-il la sécurité de nos données personnelles ?La physique quantique n'est pas l'apanage de quelques savants dans leur laboratoire : omniprésente dans notre quotidien, elle s'incarne dans la plupart des objets électroniques qui nous entourent. Les années à venir nous promettent des révolutions technologiques toujours plus étonnantes, des trains à lévitation magnétique aux ordinateurs quantiques.
Ludique et accessible, ce livre s'appuie sur dix innovations spectaculaires de la physique quantique pour en décrypter les objets et concepts les plus déroutants : photons, spins, intrication, superposition...
Embarquez pour un voyage aux confins de l'infiniment petit ! -
Les atomes de la mer : la propulsion nucléaire française, histoire d'un outil de dissuasion
Félix Torres, Boris Dänzer-Kantof
- Le cherche-midi
- Documents
- 15 Septembre 2022
- 9782749174662
L'histoire méconnue de la propulsion nucléaire françaiseÀ l'heure de la mise en service du
Suffren, premier de la classe Barracuda - la nouvelle génération de sous-marins nucléaires d'attaque (SNA) français -, l'histoire de la propulsion nucléaire française est racontée ici pour la première fois. Cachée dans ces navires du fond des océans ou au coeur des porte-avions, cette technologie n'a pas la notoriété de la bombe atomique, des réacteurs nucléaires ou des missiles intercontinentaux. Née outre-Atlantique avec le
Nautilus, elle a pourtant précédé la bombe atomique ! La France gaullienne l'a réinventée au cours des années 1960 en réalisant le prototype à terre (PAT), à l'origine de la filière nucléaire civile française. Originale et innovante, elle confère aux navires qui en sont dotés une puissance, une rapidité, une compacité, une endurance et une quasi-invulnérabilité qui en font un outil redoutable, sans doute l'arme ultime en matière de dissuasion. Seul pays avec les États-Unis à disposer d'un porte-avions nucléaire - le
Charles de Gaulle -, la France possède aujourd'hui une vingtaine de réacteurs (appelés " chaufferies ") nucléaires qui la placent parmi les six pays maîtrisant aujourd'hui cette technologie, à la fois instrument d'intervention et outil de projection géostratégique.
Bénéficiant de l'accès à des sources, des informations et des témoignages le plus souvent inédits,
Les Atomes de la mer nous introduisent dans les arcanes d'une aventure maritime passionnante et méconnue. À l'heure des tensions et crises actuelles en Europe et dans la zone indopacifique, cet ouvrage dresse un portrait informé de la propulsion nucléaire dans le monde, objet depuis la guerre froide d'une bataille acharnée sous les océans pour la conquête de l'hégémonie en matière de dissuasion. -
Vu de près, un flocon révèle toutes sortes de splendeurs : une merveille de géométrie et de symétrie. En 1610, le grand astronome Johannes Kepler en fut étonné et voulut expliquer pourquoi les flocons ont six branches. Étienne Ghys s'est à son tour pris de passion pour les flocons de neige. Dans ce livre aux magnifiques images, il nous conte l'histoire de la science de la neige. On y rencontre en chemin des personnages pittoresques et savants, un archevêque suédois, un philosophe français et un scientifique anglais, d'autres hollandais, américains, japonais, sans oublier «?une Lady?» et un pêcheur de baleines. Peu à peu, on apprend que la forme des cristaux est liée à la température et à l'humidité du lieu de leur formation. Qu'en observant un flocon, on peut connaître l'état de l'atmosphère qui nous surplombe... Étienne Ghys, avec son talent d'écriture inégalé, nous fait découvrir toute une science. Le ton est chaleureux, le récit nous entraîne. On parvient jusqu'aux marches de la science la plus moderne et on aperçoit, par des illustrations très simples, l'horizon mathématique de la cristallographie. Un formidable voyage initiatique, pour tous les âges. Un livre où se mêlent la poésie et la science. Un livre à la portée de chacun. Étienne Ghys est mathématicien, secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences, membre du Conseil scientifique de l'Éducation nationale. Il est directeur de recherche au CNRS (unité de mathématiques pures et appliquées - CNRS, ENS Lyon).
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Schrödinger à la plage : la physique quantique dans un transat
Charles Antoine
- Dunod
- A la plage
- 25 Mai 2022
- 9782100844272
Née au début du XXème siècle, la physique quantique décrit un monde bizarre, celui de l'infiniment petit, et ses effets à notre échelle sont encore mal compris. Erwin Schrdinger en est une figure emblématique. Il a participé à presque toutes les étapes clé et son équation décrivant l'évolution dans le temps d'une particule, critiquée par Einstein qui pensait que "Dieu ne joue pas aux dés", est devenue l'un des piliers de la mécanique quantique. Aujourd'hui, la physique quantique est partout dans notre quotidien, du smartphone au GPS, en passant par l'imagerie médicale.
Dans cette nouvelle édition entièrement révisée, l'accent est mis sur le rôle des symétries et du vide quantique, ainsi que sur les applications : ordinateur quantique, qubits, téléportation, cryptographie, Internet quantique, nouveaux matériaux, biologie quantique
Installez-vous confortablement dans un transat, et laissez-vous conter par Charles Antoine l'étrangeté du monde quantique. Mais attention, si le voyage est fabuleux, vous n'en ressortirez pas indemne... -
Chimique, vous osez dire chimique ?
Bernard Meunier
- Cnrs editions
- Physique/Astronomie/Chimie
- 13 Juillet 2022
- 9782271142771
La chimie est devenue l'objet de toutes les craintes. Au " chimique " on oppose le " naturel " vers lequel il faudrait revenir. Comment aborder ce sujet avec un peu de raison ?
Avant Lavoisier à la fin du XVIIIe siècle, un des pères de la chimie, personne ne savait faire des produits dits " chimiques ". Dans ce monde sans chimie, sans vaccin ni médicament, l'espérance de vie ne dépassait pas trente ans, loin des quatre-vingts ans actuels. Ce considérable allongement est dû aux différentes composantes de la science et de la médecine, la chimie y ayant pris une large part.
Au cours du XXe siècle, son développement a contribué à créer une société d'abondance. Demain, sans nouveaux produits et matériaux chimiques à faible impact sur l'environnement, il sera difficile de faire vivre et de nourrir une population dont la croissance a été particulièrement forte au cours des cent dernières années. Cela ne se fera pas de manière " naturelle ", mais avec beaucoup de sciences, à la fois rigoureuses et originales.
Cet ouvrage a pour ambition de remettre à sa juste place la fonction de la chimie dans notre vie quotidienne, et de regarder avec raison ce qu'il faut garder, limiter ou éliminer. -
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 !
