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Notre univers a connu des périodes durant lesquelles il était beaucoup plus chaud et plus dense qu’aujourd’hui : c’est ce qu’on appelle le modèle du Big Bang.
L’univers jeune présente quatre grandes thématiques, physiques et astrophysiques, reliées à ces phases extrêmes de l’univers primordial. Il expose notamment la physique du plasma primordial et les notions de physique quantique et de physique des particules nécessaires à la description de cet état extrême. Il traite du rayonnement de fond cosmologique et présente l’inflation, une phase d’expansion extrêmement rapide qui aurait eu lieu très tôt dans l’histoire cosmologique et qui aurait façonné notre univers actuel. Cet ouvrage propose également une synthèse du problème de la matière noire.
1. Histoire thermique de l’univers et nucléosynthèse primordiale
2. Fond diffus cosmologique
3. Inflation cosmologique
4. Matière noire
Richard Taillet
Richard Taillet est astrophysicien au LAPTh à Annecy et professeur à l’Université Savoie Mont Blanc.
Chapitre 1
Histoire thermique de l’univers et nucléosynthèse primordiale (pages : 1-92)
Observer l’Univers lointain permet de remonter à ses origines. Mais un mur que la lumière ne peut percer nous empêche d’accéder directement à la prime enfance du cosmos. Nous le franchirons cependant pour étudier dans ce chapitre le fluide cosmique qui emplit l’Univers à ses débuts. Les étapes majeures qui scandent son évolution seront analysées en détail.
Chapitre 2
Fond diffus cosmologique (pages : 93-174)
Ce chapitre présente les bases théoriques nécessaires pour comprendre la physique des anisotropies du fond diffus. En particulier, l’impact de chacun des paramètres du modèle cosmologique standard sur le spectre des anisotropies de température est présenté et justifié de manière détaillée, afin d’expliquer le rôle central des observations du fond diffus dans la mesure de ces paramètres.
Chapitre 3
Inflation cosmologique (pages : 175-265)
Ce chapitre présente l’inflation, le paradigme de l’univers primordial selon lequel les germes des grandes structures de l’univers sont issus de fluctuations quantiques qui ont été amplifiées et étirées aux échelles cosmologiques pendant une brève phase d’expansion accélérée de l’univers. Y est notamment expliqué la façon dont l’inflation fournit un pont entre physique des hautes énergies et observations cosmologiques.
Chapitre 4
Matière noire (pages : 267-344)
Ce chapitre traite le problème de la matière noire, c’est-à-dire le fait que plusieurs indices forts indiquent, de façon indépendante, que notre Univers contient beaucoup plus de masse que ce qu’on observe directement. Ces indices sont présentés, puis plusieurs hypothèses étudiées par la communauté scientifique sont présentées, concernant la nature cette matière noire. Enfin, les pistes qui permettraient de la détecter directement sont passées en revue.
