Sophia Universalis | Mai- Juillet 2022

Resumé

Ce numéro de "Sophia Universalis", est consacré aux connaissances actuelles sur le début et la fin de l'Univers. Il est conçu pour fournir au grand public une idée sur les avancées actuelles de la cosmologie. Nous présentons l'économie des théories les plus importantes sur ces sujets. Nous passons en revue le modèle standard actuel pour l'évolution de l'Univers depuis une époque inflationniste précoce jusqu'à la hiérarchie complexe de structure que l'on voit aujourd'hui. Nous résumons et fournissons des références clés pour les sujets suivants : observations de l'Univers en expansion, Univers primordial chaud, nucléosynthèse, théorie et observations du fond diffus cosmologique, cosmologie du Big Bang, cosmologie du Big Crunch, cosmologie du Big Freeze, cosmologie du Big Rip, inflation, matière noire et énergie noire, formation et observation de galaxies, simulations cosmologiques, etc.

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Sommaire

Dans le Chapitre  “Introduction et définition des concepts”, nous présentons une brève introduction sur le sujet du présent magazine. Dans “Fondements du modèle du Big Bang”, nous présentons l’économie de la  théorie la plus importante actuellement en cosmologie : la théorie du Big Bang, explication.

Dans “Inflation de l’Univers”, nous décrivons la compréhension théorique actuelle de l’ère inflationniste, en mettant l’accent sur les propriétés statistiques des fluctuations primordiales. En particulier, nous présentons les cibles d’observation pour trois signatures importantes de l’inflation : les ondes gravitationnelles primordiales, la non-gaussianité primordiale et les caractéristiques primordiales.

Dans “Mystères de l’énergie noire et de la matière noire”, nous présentons les avancées théoriques récentes dans l’étude de l’énergie noire et de la matière noire. Par exemple, dans la section consacrée à la matière noire des particules, nous passons en revue les publications récentes sur les neutrinos stériles, la matière noire auto-interagissante, les dibarions, la matière noire des bulles primordiales, les trous noirs primordiaux en tant que matière noire, les axions s’échappant des étoiles à neutrons et la matière noire et usuelle. interagir via la cinquième dimension. Nous présentons également les objets compacts exotiques, les trous noirs primordiaux et les effets de retard. Enfin, nous passons en revue les études récentes sur la cause des effets de l’énergie noire.

Dans  “Mesure des paramètres cosmologiques”, l’état des mesures de la densité de matière (Ωm), de la densité d’énergie du vide ou constante cosmologique (ΩΛ), de la constante de Hubble (H0) et des âges des objets mesurés les plus anciens (t0) sont résumés. Les mesures des statistiques des lentilles gravitationnelles et des lentilles gravitationnelles fortes sont discutées dans le contexte des limites sur ΩΛ. Trois voies distinctes vers la constante de Hubble sont considérées : la mesure des retards dans les quasars à images multiples, l’effet Sunyaev-Zel’dovich dans les amas et les distances extragalactiques basées sur les céphéides. Les âges des amas globulaires ainsi qu’une nouvelle mesure de l’âge basée sur la datation radioactive du thorium dans une étoile pauvre en métal sont brièvement résumés. Les limites du produit de H0 t0 sont également discutées. Les domaines où des améliorations futures sont susceptibles d’être apportées prochainement sont mis en évidence ; en particulier, des mesures d’anisotropies dans le fond diffus cosmologique. Une attention particulière est accordée aux sources d’erreur systématique et aux hypothèses qui sous-tendent bon nombre des méthodes de mesure.

Dans “Big Bang et Big crunch”, nous présentons la théorie la théorie de l’espace-temps éternel selon laquelle le Big Bang n’était pas le début de l’espace et du temps ; mais qu’il y avait une phase précédente qui y précédait, avec de multiples cycles de contraction et d’expansion qui se répétaient indéfiniment ; du big bang au big crunch.  Selon cette théorie, lorsque la pression de l’espace de retrait diminue, l’étirement de l’espace de retrait augmente, c’est-à-dire qu’en général, une décélération de la pression de l’espace de retrait conduit à accélérer l’expansion de l’espace. La pression de l’espace rétréci s’approchant de zéro à la fin de l’expansion accélérée, et tout l’espace rétréci serait élargi. Après cela une période de contraction lente commencera, ramenant ainsi l’univers à se contracter à son état initial, se terminant par un big Crunch.

Dans “Big Crunch vs le Big Freeze”, nous comparons le Grand Rebond (Big Crunch) prédit par le modèle du Big Bounce à la théorie du Big Freeze et à celle du Big Rip, quant au destin de l’Univers. Les découvertes les plus récentes sont expliquées et illustrées.

Dans “Et si nous vivions dans un trou noir ?”, nous présentons l’idée proposée les deux dernières décennies par nombreux physiciens théoriciens, qui en sont venus à croire que notre univers n’est pas le seul. Au lieu de cela, nous pouvons faire partie du multivers, un immense éventail d’univers séparés, chacun son propre orbe brillant dans le véritable ciel nocturne.

Dans “Et s’il n’y avait pas de big bang ?”, nous revenons sur la théorie causale des ensembles, qui réfute l’idée des théories physiques actuelles, selon laquelle l’espace et le temps sont continus et forment un tissu lisse qui sous-tend toute la réalité. Dans un tel espace-temps continu, deux points peuvent être aussi proches l’un de l’autre que possible dans l’espace, et deux événements peuvent se produire aussi près l’un de l’autre que possible dans le temps. La théorie causale des ensembles, réinvente l’espace-temps comme une série de morceaux discrets, ou “atomes” d’espace-temps. Cette théorie imposerait des limites strictes à la proximité des événements dans l’espace et dans le temps, car ils ne peuvent pas être plus proches que la taille de “l’atome”.

Enfin, dans “Questions ouvertes et liens manquants”, nous concluons par une discussion de quelques questions ouvertes en cosmologie.

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