300 milliards d'étoiles Usbek et Rica

Sur près de 190 lunes connues dans le système solaire, la Lune est unique à bien des égards. C'est l'une des plus grosses, de loin la plus grosse par rapport à la taille de sa planète. Son origine est entourée de mystères et sans doute liée à un impact titanesque entre deux protoplanètes. Elle a aussi eu un passé très agité, fait d'activité volcanique et d’un intense champ magnétique. L’astronome Agnès Fienga nous raconte son histoire, et la manière dont la Lune influence la Terre, voire lui permet de rester habitable.

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D’où viennent les premiers atomes et les premières briques élémentaires de matière qui les constituent ? Parler « d’instant zéro » a-t-il un  sens ? Il y a 13,8 milliards d’années, en quelques fractions de secondes, une histoire fascinante a vu évoluer les forces, l’énergie et les briques fondamentales constituant tout l’univers connu. Gaëlle Boudoul, physicienne au CNRS et détachée au Cern, nous raconte.

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Elle compose environ 70 % du contenu de notre univers et nous ne savons rien de sa nature, si ce n’est qu’elle accélère l’expansion du cosmos. Cette énergie noire va-t-elle encore accroître sa domination et accélérer l’univers jusqu’à disloquer l’ensemble des structures qu’il abrite et jusqu’aux atomes eux-mêmes ? Ou bien l’énergie noire n’est-elle qu’un leurre, qui cache les défauts de nos modèles cosmologiques ? Faut-il réviser la théorie de la relativité générale elle-même ? Faut-il invoquer les fluctuations quantiques du vide ou d’autres théories pour expliquer cette grande accélération cosmique ? Nous tentons de répondre à ces questions avec la cosmologiste Nathalie Palanque-Delabrouille.

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Comment Jupiter a-t-il façonné le système solaire ? Quel rôle joue-t-il encore aujourd'hui pour stabiliser les astéroïdes ? Lui doit-on la petitesse de Mars et l'abondance de l'eau sur Terre ? Comment expliquer son complexe champ magnétique et les motifs aussi envoûtants que tumultueux provoqués par ses tempêtes géantes ? Pourquoi l'associe-t-on à l'émergence de la science moderne et à plusieurs découvertes scientifiques majeures ? Les réponses de l’astrophysicienne Sandrine Guerlet.

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La science lève progressivement le voile sur les lois du cosmos et ses mystères, mais cela n’entame nullement notre capacité d’émerveillement ni les questions sans fin qui émergent de la contemplation d’un ciel étoilé. Nous convoquons avec le poète Nicolas Grenier quelques grands auteurs, de Lucrèce à George Sand, pour poser des mots sur la beauté de l’univers.

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L’élément principal qui compose l’univers, c’est le vide. La matière elle-même est faite de vide : dans un atome, le noyau ne compte que pour un million de milliardième du volume total. Le reste est essentiellement vide. Quant à l’infiniment grand, si l’on répartissait de façon homogène toute la manière ordinaire du monde dans l’univers connu, il n’y aurait qu’un quart d’atome d’hydrogène par mètre cube. Mais si l’on retire ce quart d’atome, a-t-on vraiment fait le vide dans ce mètre cube ? Le vide, dans ce cas, n’est pas assimilable au néant, car il contient toujours des propriétés, des lois physiques et l’espace-temps le remplit pleinement… Quelle est la réelle nature du vide ? L’univers en a-t-il émergé ? De quelle matière fantôme est-il rempli ? Explorons ici les différents mystères qui emplissent le vide.

Nous vous proposons un format un peu particulier pour ce nouvel épisode de 300 milliards d’étoiles. Toute la rédaction d’Usbek & Rica étant confinée en télétravail durant l’épidémie de Covid-19, nous n’avons malheureusement pas pu recevoir d’invité. C’est donc sous la forme d’un monologue et dans une version écourtée que nous vous parlons des mystères cosmiques du vide. Les astrophysiciens ne sont toutefois pas bien loin : l’intégralité de ce que nous vous racontons ici est tiré de deux ouvrages dont la lecture vous permettra d’approfondir le sujet : Les avatars du vide (Le Pommier, 2019) du physicien théoricien Marc Lachièze-Rey, et La plénitude du vide (Albin Michel, 2016) de l’astrophysicien Trinh Xuan Thuan.

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