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Cet ouvrage présente en détail la meilleure théorie connue à ce jour permettant de traiter de la gravitation, la théorie de la relativité générale développée par Albert Einstein.
À partir de cette théorie, Gravitation traite des objets compacts (notamment les naines blanches, les étoiles à neutrons et les trous noirs), des ondes gravitationnelles, puis examine l’importance de la relativité en cosmologie, le Big Bang et l’organisation de la structure dans l’Univers.
De nombreux exemples pratiques sont également proposés tout au long de l’ouvrage.
1. Relativité générale
2. Objets compacts
3. Ondes gravitationnelles
4. Univers de Friedmann-Lemaître et expansion cosmologique
Natalie Webb
Astronome spécialisée dans les objets compacts, Natalie Webb enseigne la physique et l’astrophysique à l’Université Toulouse III. Elle mène des activités du segment sol pour l’observatoire X de l’Agence spatiale européenne, XMMNewton et Athena X-IFU.
Chapitre 1
Relativité générale (pages : 1-107)
Ce chapitre détaille la relativité générale, en commençant par les fondements de la relativité générale, notamment le principe d’équivalence et de la relativité, et le fondement de la géométrie non-Euclidienne. Il aborde l’analyse tensorielle et la courbure de l’espace. Enfin l’importance de la relativité générale en physique, astrophysique et cosmologie est développer.
Chapitre 2
Objets compacts (pages : 109-183)
Ce chapitre présente la formation et la description dans le cadre de la relativité générale des objets compacts, les naines blanches, les étoiles à neutrons et les trous noirs. Il présente également les caractéristiques observationnelles de ces objets. Il aborde aussi les manifestations différentes quand ces objets se trouvent dans un système binaire.
Chapitre 3
Ondes gravitationnelles (pages : 185-259)
Ce chapitre introduit les ondes gravitationnelles avant de les détailler mathématiquement. Les différentes manières de détecter les ondes gravitationnelles sont décrit avant de présenter les résultats récents des premières détections des coalescences d’objets compacts. Les contraintes sur les théories de la gravitation suite aux détections son discutées ainsi que les implications astrophysiques et cosmologiques.
Chapitre 4
Univers de Friedmann-Lemaître et expansion cosmologique (pages : 261-344)
Ce chapitre décrit l’Univers dans la métrique Friedman-Lemaître-Robertson-Walker et l’expansion de l’Univers. Il détaille les manifestations physiques de l’Univers ainsi que son contenu, et l’évolution au cours du temps, du Big Bang jusqu’à aujourd’hui. Il aborde des horizons, ainsi que l’ambiguïté de la notion de distance et les différentes mesures de distances possibles. Il clôt sur les futures contraintes sur la cosmologie.
