Cosmologie Moderne : bases théoriques et empiriques du modèle standard

Ce cours vise à décrire la situation actuelle en cosmologie (étude des propriétés, de l’histoire et du contenu de l’Univers). Cette discipline a connu une révolution dans les dernières décennies, accumulant les confirmations observationnelles de prédictions théoriques. Le modèle standard repose sur les deux théories fondamentales de la physique contemporaine : la relativité générale et la mécanique quantique et sur de nombreuses observations.

Paradoxalement, l’image, que l’on a aujourd’hui de l’Univers est loin d’être satisfaisante conceptuellement:

• On ne sait rien ou presque des premiers instants où les effets quantiques de la gravitation devraient se manifester,

• Notre Univers ne semble constitué qu’à 4% de matière ordinaire, le reste semble être composé de 26% de matière sombre et de 70% d’énergie sombre de nature encore incomprise.

Il y a encore beaucoup à comprendre en cosmologie…

Le cours proposé mêlera explications théoriques et descriptions de résultats expérimentaux. Les grands thèmes abordés seront les suivants :

• fondements de la cosmologie moderne

• matière noire,

• énergie sombre,

• fond diffus cosmologique, Univers primordial et inflation.

NB : Les aspects théoriques du cours seront abordés de manière pédestre et les quelques notions « mathématiques » utiles seront expliquées de manière simple.

Jean-Christophe Hamilton est directeur de recherche au CNRS-IN2P3, enseignant à l’école CentraleSupélec. Ses recherches sur la cosmologie observationnelle. Il est Spokesperson de QUBIC (https://qubic.org.ar) qui vise à étudier l’Univers primordial avec une technologie innovante.