chap13

• Univers fini ou infini ?
• Relativité
• Modèles cosmologiques
• Le modèle du Big Bang
• Le principe anthropique
Cosmologie

Newton : tente d’appliquer la gravitation universelle à l’ensemble de
l’Univers
• Si Univers fini → toute la matière devrait s’effondrer vers le centre
Sauf si l’Univers est en rotation – Mais par rapport à quoi ?
• Si Univers infini → différentes manières d’envisager le problème
conduisent à des solutions contradictoires
→ Newton est passé à autre chose
Théorème de Gauss → le seul Univers infini et uniforme possible est
un Univers vide de matière
Rem : en poussant un peu son raisonnement, Newton aurait pu prédire
l’expansion de l’Univers !!!
Univers fini ou infini ?

Le paradoxe d’Olbers
Pourquoi fait-il noir la nuit ?
Si Univers infini et homogène
→ toutes les lignes de visée devraient rencontrer la surface d’une étoile
→ le ciel devrait être aussi lumineux que la
surface du soleil
Olbers invoqua l’absorption de la lumière
(par des poussières)
Conservation de l’énergie
→ solution d’Olbers ne marche pas car les
poussières s’échaufferaient jusqu’à émettre
autant que les étoiles
Univers fini ou infini ? - 2
Heinrich Olbers (1758-1840)

Équations de Maxwell et invariance
1864 : Maxwell présente ses équations de l’électromagnétisme
J. C. Maxwell (1831-1879)
→ ondes électromagnétiques se propagent
dans le vide à la vitesse c ≈ 300 000 km/s
Problème : les équations de Maxwell ne sont
pas invariantes par la transformation de
Galilée :
où vRest la vitesse (orientée selon l’axe x) du
référentiel R′ par rapport au référentiel R, les
deux référentiels étant supposés d’inertie
Relativité
ttzzyytvxx R

Éther et vitesse de la lumière
Dans quel milieu se propagent les ondes électromagnétiques ?
On imagine qu’elles se propagent dans l’éther, un milieu encore à
découvrir…
1887 : Albert Michelson tente de
mesurer le mouvement de la Terre
par rapport à l’éther en mesurant
la vitesse de la lumière dans deux
directions perpendiculaires
vTerre/c≈ 10–4→ il construit un
interféromètre très précis
→ résultat négatif : cest la même
dans toutes les directions
Relativité - 2