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Hawking à la plage. L’univers dans un transat

Hawking est un grand nom de la science. Depuis son fauteuil, il a imaginé l’espace et le temps à l’échelle du cosmos. Arnaud Cassan, astrophysicien à l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP) mène des recherches sur les exoplanètes. Après « Galilée à la plage » dans la même collection, il présente la vie de Stephen Hawking et explique ses recherches et ses découvertes. Après des études universitaires en mathématiques à l’université d’Oxford, il choisit la cosmologie et il est admis à Cambridge où « son parcours le conduira des singularités mathématiques de l’espace-temps au Big Bang, puis aux trous noirs ». Le lecteur est prévenu « Il nous faudra parfois sortir du confort de notre transat pour cheminer quelque peu sur des sentiers escarpés… pour comprendre en quoi ses contributions scientifiques ont contribué à bouleverser notre vision de l’Univers ». Dans le premier chapitre, le point de départ est la théorie de la relativité d’Einstein : « l’espace-temps cosmique ». Qu’est-ce que l’univers ? La vitesse de la lumière est-elle finie ?… Les cosmologistes ont montré que cette théorie comporte de nombreux modèles d’univers. Dans le chapitre 2, Hawking va se faire remarquer en critiquant une publication de Hoyle. Il se trouve lancé dans un débat entre les tenants d’un univers stationnaire à ceux d’un univers en expansion. Qu’en est-il du côté des observations ? Quel pas décisif va être franchi par Edwin Hubble ? Georges Lemaître marquera une étape essentielle avec l’expansion de l’espace expliquant la fuite des galaxies. Dans le chapitre 3, Hawking collabore avec Penrose qui a mis en œuvre les outils issus d’une branche des mathématiques : la topologie. Il en résultera les « théorèmes de singularité » de Penrose et Hawking. Puis Hawking va s’intéresser aux trous noirs. Il va convertir son intuition en une véritable théorème. Il peut déterminer l’expression mathématique de la température de surface d’un trou noir en fonction de la masse. Cette formule est gravée sur sa tombe à Westminster. Dans le chapitre 5, Hawking se tourne de nouveau vers la cosmologie. Il va travailler avec Richard Feynman. Il va mettre en application les « diagrammes de Feynman » pour étudier l’Univers primordial. En 1982, il réalise que les équations de la relativité lui permettent de prédire l’amplitude des petites fluctuations de densité des régions observables dans le rayonnement fossile. Avec la publication de son premier livre « Une brève histoire du temps », Hawking est devenu le physicien le plus célèbre de la planète. Il poursuit ses travaux sur l’unification de la mécanique quantique et de la relativité générale. Dans cet ouvrage, Arnaud Cassan, après avoir donné les grands noms et les dates des plus importantes recherches sur l’Univers, replace l’œuvre de Hawking dans le contexte scientifique du XXe siècle. Il permet ainsi au lecteur de mieux comprendre comment et d’où sont venues les idées de recherche de Hawking et comment elles ont été accueillies dans la communauté scientifique. C’est une magistrale introduction, pour le grand public, aux principales théories de la cosmologie, du Big Bang aux trous noirs.

Arnaud Cassan, Dunod (A la plage)

5/5
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