Physique/Astronomie/Chimie

Une odyssée de plus de 14 milliards d'années, du Big Bang à nos jours, pour éclaircir un mystère : qu'est-ce que la matière noire ? Une fiction très nourrie de vulgarisation scientifique. Un livre pour tous publics! Ce livre raconte l'aventure de Marcel et Lulu, un proton et un électron, nés avec le Big Bang. Ces deux particules, amoureuses dès le premier coup d'oeil, se lieront l'une à l'autre et formeront un atome d'hydrogène. Libérés du bouillon cosmique, ils seront les témoins de la naissance des étoiles primordiales. Ils vogueront pendant plusieurs milliards d'années, guidés par la matière noire, au sein du vaste halo qui abrite la Voie lactée, notre galaxie. Ils finiront sur Terre, compagnons d'un atome d'oxygène et d'hydrogène, formant une simple molécule d'eau. Là, Marcel et Lulu rencontreront Clara, jeune chercheuse apparue sur Terre il y a vingt-cinq ans. Nichés dans le bleu de ses yeux, ils chercheront avec elle la trace que la matière noire laissera peut-être dans ses détecteurs. Un récit scientifique décalé et amusant, pour mieux comprendre les mystères de l'Univers.

La fabrique d'une théorie, pour un nouveau modèle cosmologique. Et si l'antimatière tombait vers le haut plutôt que vers le bas ? La cosmologie est l'étude de l'Univers dans son ensemble, sa structure, ses propriétés, son origine et son évolution. Elle s'intéresse à ses composants les plus infimes comme à ses plus colossales structures, de sa naissance, il y a environ 14 milliards d'années, à son futur le plus lointain. Pour parvenir à penser un objet aussi considérable, le physicien construit des modèles. Or, le modèle standard actuel est en crise : il ne rend compte du mouvement des galaxies ou de la vitesse d'expansion de l'Univers qu'en supposant l'existence d'une matière noire et d'une énergie noire mystérieuses, toujours non identifiées. Et si aux premiers instants du Big Bang, l'univers contenait nécessairement autant de matière que d'antimatière, on ignore où est passée cette dernière, que l'on n'observe aujourd'hui que très brièvement et en minuscules quantités dans le rayonnement cosmique ou nos accélérateurs de particules. Grâce à une seule hypothèse aussi simple qu'iconoclaste, Gabriel Chardin propose un nouveau modèle, l'univers de Dirac-Milne : et si l'antimatière avait une masse négative, et repoussait tout, matière comme antimatière ? Cette hypothèse posée, il n'est plus besoin d'imaginer l'existence de matière ou d'énergie noires et l'antimatière n'aurait pas disparu mais se trouverait, extrêmement diluée, sous la forme de grands nuages entourant les galaxies. Ce modèle est actuellement testé au Cern (organisation européenne pour la recherche nucléaire) dans plusieurs expériences, où l'on tente de " peser " des atomes d'antihydrogène. Un voyage dans la fabrique d'une théorie en gestation.

La chimie n'a jamais été aussi présente dans notre quotidien, et notre avenir rarement aussi dépendant de ses développements. Transformer le CO2 en carburant vert, reproduire des organes par impression 3D, élaborer des molécules visant à mieux soigner des pathologies : les routes que pourrait suivre notre futur se découvrent à travers la cinquantaine de petites histoires étonnantes qui vous sont proposées dans ce livre. Vous lirez aussi que certains chimistes sont mieux connus pour d'autres activités : vous doutiez-vous que l'écrivain Primo Levi, le musicien Borodine, ou encore la chancelière Angela Merkel étaient aussi des chimistes de talent ? Cet ouvrage rassemble les contributions de dizaines de scientifiques, femmes et hommes qui, enthousiastes, mènent des recherches de pointe un peu partout en France. Leurs récits surprenants vous mèneront de la chimie des océans à celle des nuages, au sein même des molécules. Parfums de l'Antiquité, secrets de nos grands peintres, arômes des vins ou de la cuisine : la chimie est également à la source de grands et petits plaisirs. Préparez-vous à un voyage inattendu, au coeur de la matière et de ses transformations. " Cet ouvrage permet d'aller au-delà des lieux communs. Parce qu'elle transforme la matière qui nous entoure, la chimie intéresse chacun et chacune d'entre nous. Le CNRS, seul organisme de recherche national à disposer d'un institut qui lui soit consacré, s'en réjouit et place la chimie au centre de son action interdisciplinaire. En lisant ce livre, vous comprendrez pourquoi ! " Antoine Petit, président-directeur général du CNRS

La tentation est grande de chercher, dans l'histoire de l'Univers et dans celle de ses origines, une réponse à nos questions existentielles. Mais la science, réfractaire à ces questions, se contente de s'appuyer sur ce qui est définitivement élucidé pour aller vers l'immense à découvrir. C'est en physicien que Michel Crézé nous conte cette histoire, depuis le bien mal nommé "Big Bang", nimbé d'un brouillard épais d'où émergent des structures nuageuses faites des atomes les plus simples. Là naissent les premières étoiles, forges des éléments plus complexes, et les premières galaxies. Pendant des milliards d'années, étoiles et galaxies vont coopérer pour produire des cortèges de planètes riches de toute la diversité de la matière. Sur la Terre au moins se sont trouvé réunies les conditions suffisantes pour qu'apparaisse la vie. Un récit de voyage vers l'infini qui se dérobe, un scénario où s'emboîtent magnifiquement les ressources de toutes les sciences, et aux frontières duquel on voit déjà se dessiner des failles, des fenêtres ouvertes pour chercher plus loin.

Qui n'a pas un jour rêvé d'aller sur la Lune ? sur Mars ? de coloniser l'ailleurs ? de comprendre comment et en combien de temps ? L'espace fascine et depuis longtemps. Si nous avons exploré l'ensemble des planètes de notre système solaire, et un peu au-delà, nous n'avons pourtant jamais tenté de nous installer autre part que sur Terre. La conquête spatiale a plutôt eu pour objectif de comprendre les origines de l'univers et de la vie. Mais si l'exploitation des ressources de notre planète finissait par la rendre invivable, n'irait-on pas coloniser l'espace ? N'irait-on pas chercher des ressources ailleurs ? Et dans ce cas, où irait-on ? De Vénus aux comètes en passant par la course à la Lune, Sylvain Chaty revient sur les grandes étapes de l'exploration spatiale, les différentes hypothèses de vies extraterrestres, et les possibilités d'une installation humaine sur d'autres astres. C'est à cette aventure que ce livre nous convie, tout en s'affranchissant des dangers des voyages intersidéraux !

Contrairement à ce que l'on pourrait penser, l'eau est universelle : on la détecte partout. Sur Terre, bien sûr, mais aussi à travers tout le Système solaire, dans le milieu interstellaire, dans les galaxies les plus éloignées... et même à la surface des étoiles. C'est grâce aux techniques permettant de détecter l'eau dans notre environnement planétaire proche que les astronomes l'ont trouvée à travers tout l'Univers, dans ses phases gazeuse et solide. Des propriétés physiques et chimiques de l'eau à son apparition sur Terre, des océans hypothétiques cachés sous les glaces des satellites de Jupiter et de Saturne aux disques de matière où naissent des exoplanètes, du passé très reculé de Mars où l'eau liquide semble avoir coulé en abondance au futur lointain de notre planète où toute trace d'eau aura disparu, ce voyage dans l'espace et le temps vous entraînera jusqu'aux confins du cosmos. L'eau dans l'Univers fait le point sur la présence de cette précieuse substance à travers l'espace, à la lumière des connaissances actuelles et des découvertes les plus récentes... et les plus étonnantes !

Qu'est-ce qu'un minéral ? D'où viennent les noms des minéraux ? Sont-ils dangereux ? Comment se forment-ils au sein de la Terre ? Quelles sont les causes de leurs couleurs ? Pourquoi les minéraux ont-ils des formes géométriques aussi parfaites ? Combien vaut un beau cristal de calcite d'Elmwood ? Comment les collections de minéraux ont-elles évolué ? En répondant à ces questions - parmi beaucoup d'autres -, Jean-Claude Boulliard comble une partie du fossé entre le monde du scientifique et celui du collectionneur. Ce livre se compose de deux parties. Une première, générale et culturelle, offre des réponses aux questions des néophytes et amateurs, de manière claire et accessible, tout en offrant l'état de la science le plus à jour. La deuxième partie, encyclopédique, décrit près de 280 espèces minérales importantes, et réunit toutes les informations nécessaires à leur reconnaissance, leurs principales caractéristiques, leurs origines, leurs appréciations et leur cote. Chacune des notices qui composent cette partie est illustrée par des photographies de grande qualité, réalisées par Alain Jeanne-Michaud, au sein de la collection de l'université Pierre-et-Marie-Curie. Un grand livre de sciences minéralogiques, de découvertes et de passions.

La chimie est devenue l'objet de toutes les craintes. Au "chimique" on oppose le "naturel" vers lequel il faudrait revenir. Comment aborder ce sujet avec un peu de raison ? Avant Lavoisier à la fin du XVIIIesiècle, un des pères de la chimie, personne ne savait faire des produits dits "chimiques". Dans ce monde sans chimie, sans vaccin ni médicament, l'espérance de vie ne dépassait pas trente ans, loin des quatre-vingts ans actuels. Ce considérable allongement est dû aux différentes composantes de la science et de la médecine, la chimie y ayant pris une large part. Au cours du XXesiècle, son développement a contribué à créer une société d'abondance. Demain, sans nouveaux produits et matériaux chimiques à faible impact sur l'environnement, il sera difficile de faire vivre et de nourrir une population dont la croissance a été particulièrement forte au cours des cent dernières années. Cela ne se fera pas de manière "naturelle", mais avec beaucoup de sciences, à la fois rigoureuses et originales. Cet ouvrage a pour ambition de remettre à sa juste place la fonction de la chimie dans notre vie quotidienne, et de regarder avec raison ce qu'il faut garder, limiter ou éliminer.

Jusqu'au XIXe siècle, nous n'avions, pour observer l'Univers, qu'une seule source d'informations : la lumière visible émise par les objets du cosmos. À cela se sont ajoutées, au XXe siècle, la détection d'autres rayonnements électromagnétiques - notamment radio, rayons X ou infrarouge -, puis celle des neutrinos ainsi que de particules à haute énergie, que l'on appelle " rayons cosmiques ". Le 17 août 2017 a eu lieu un événement d'une importance considérable pour l'astronomie et la physique. Pour la première fois, on a détecté conjointement, en provenance d'une même source, un rayonnement électromagnétique et une onde gravitationnelle. Contrairement aux autres ondes connues, une onde gravitationnelle ne se propage pas à l'intérieur de l'espace-temps, elle est une fluctuation de la trame de l'espace-temps lui-même, engendrée par des masses accélérées. À son passage, l'espace s'étire ou se contracte, le temps " accélère " ou " ralentit ". Phénomène physique extraordinaire prédit par la relativité générale, dont la détection est le fruit de véritables prouesses sur le plan aussi bien théorique que pratique, les ondes gravitationnelles, en ouvrant une nouvelle fenêtre d'observation de l'Univers, ont également vocation à révolutionner nos connaissances. Un ouvrage simple et lumineux revenant sur la genèse du concept, l'histoire de cette détection hors du commun, et les riches promesses qu'elle porte.

Charles Darwin, Lord William Kelvin, Linus Pauling, Fred Hoyle, Albert Einstein : cinq scientifiques hors du commun qui ont accompli des découvertes scientifiques considérables. Mais également cinq hommes qui se sont aussi, souvent en même temps, parfois lourdement, Charles Darwin, Lord William Kelvin, Linus Pauling, Fred Hoyle, Albert Einstein : cinq scientifiques hors du commun qui ont accompli des découvertes scientifiques considérables. Mais également cinq hommes qui se sont aussi, souvent en même temps, parfois lourdement, fourvoyés sur certains sujets. Charles Darwin n'a pas bien évalué les effets de " dilution " dans la transmission des caractères génétiques ; Lord Kelvin a largement sous-évalué l'âge de la Terre ; Linus Pauling s'est fait " coiffer au poteau " dans la découverte de la structure de l'ADN par Jim Watson et Francis Crick ; Fred Hoyle fut un partisan irréductible de la théorie de l'Univers stationnaire ; enfin, Einstein créa une constante cosmologique pour une mauvaise raison. Il ne s'agit pas d'énumérer les erreurs de ces grands hommes, mais bien plutôt de constater et d'analyser les conséquences bénéfiques de ces errements : la théorie de l'évolution de Darwin fonde la génétique moderne ; Kelvin enseigne à ses successeurs comment utiliser la thermodynamique en astronomie et en géologie ; Linus Pauling introduit superbement les considérations chimiques en biologie ; Fred Hoyle démontre les bienfaits et les limites des approches scientifiques qui se démarquent des théories " à la mode " et, curieusement, au lieu d'être une erreur, l'introduction de la constante cosmologique par Einstein s'avère extraordinairement bénéfique. C'est à une véritable enquête policière, qui dévoile de nombreux aspects jusque-là ignorés de l'histoire des sciences, que s'est consacré l'astrophysicien Mario Livio, qui expose ici de façon originale et vivante les chemins parfois tortueux empruntés par la recherche scientifique.

Le physicien Enrico Fermi se lance en 1950 dans une estimation iconoclaste : évaluer le nombre potentiel de civilisations extraterrestres intelligentes en mesure d'entrer en contact avec nous. Contre toute attente, le nombre qu'il obtient est particulièrement important, ce qui va le conduire à formuler son fameux paradoxe : " si le nombre de civilisations en mesure de nous rendre visite aujourd'hui est si grand, comment se fait-il que nous n'en ayons jamais perçu aucun signe ? ". Le physicien Enrico Fermi se lance en 1950 dans une estimation iconoclaste : évaluer le nombre potentiel de civilisations extraterrestres intelligentes en mesure d'entrer en contact avec nous. Contre toute attente, le nombre qu'il obtient est particulièrement important, ce qui va le conduire à formuler son fameux paradoxe : " si le nombre de civilisations en mesure de nous rendre visite aujourd'hui est si grand, comment se fait-il que nous n'en ayons jamais perçu aucun signe ? ". Près de 70 ans après, où en sommes-nous ? Alors que la liste des exoplanètes ne cesse de s'allonger, de quels éléments nouveaux les scientifiques disposent-ils aujourd'hui ? Y a-t-il des traces de vie dans l'Univers ? Que sait-on des mécanismes de formation des étoiles et des planètes et de ceux qui régissent la formation des molécules du vivant ? Comment s'y prendre pour écouter des signaux extraterrestres ? Qu'est-ce qui a déjà été fait en la matière ? Une civilisation intelligente est-elle nécessairement une civilisation technologique ? Les civilisations technologiques, énergétiquement instables, ne courent-elles pas toujours le risque de s'effondrer sur elles-mêmes avant d'avoir eu le temps d'inventer le voyage intersidéral ? Cinq scientifiques nous entraînent bien au-delà des sciences, vers une réflexion sur la place de l'Homme dans l'Univers et une prise de conscience des enjeux qui entourent la question de l'épuisement de nos ressources.

Une exploration cosmique menée avec clarté et enthousiasme. À la fin du XIXe siècle, beaucoup de physiciens pensaient être arrivés au bout de leur discipline. La gravitation de Newton, la thermodynamique de Carnot, les équations de Maxwell : on pensait avoir tout compris ou presque. Il restait bien quelques observations inexpliquées, que l'on pensait être des points de détail. Il n'en était rien. . Au tout début du XXe siècle un phénomène anodin allait conduire les physiciens à la découverte des rayons cosmiques, ces particules extra-terrestres qui bombardent la Terre. Leur étude va les accompagner pendant près d'un siècle et les aider à formuler, à comprendre et à mettre en lumière de nouvelles théories. Pas à pas, l'observation attentive de ces rayons et de leurs propriétés nous guide vers d'étonnantes découvertes comme celle de l'antimatière. Peu à peu, le monde de la physique quantique s'ouvre à nous, servant de base arrière à la physique fondamentale moderne, et repoussant sans cesse les limites de nos connaissances. . C'est cette aventure scientifique et humaine que nous raconte Antoine Letessier Selvon qui mêle avec talent la grande épopée historique au récit de son expérience personnelle et de son quotidien de chercheur. . .

Il y a cent ans, Jean Perrin, physicien et chimiste de génie, publiait son ouvrage majeur Les atomes. Il y exposait, dans un style rarement égalé associant rigueur scientifique et clarté didactique, les lois atomiques, la structure moléculaire, le mouvement brownien, les problèmes de la lumière et des quanta. Ce livre fit date en France comme à l'étranger car il était le premier à donner une valeur précise au nombre d'Avogadro et à apporter la confirmation de l'existence des atomes. Les atomes n'a rien perdu, aujourd'hui, de sa pertinence. Il mérite d'être lu dans sa version originale, rééditée ici à l'occasion du centenaire de sa parution et augmentée des contributions d'éminents scientifiques, parmi lesquels le président du CNRS Alain Fuchs et le mathématicien Cédric Villani. Tous ont souhaité rendre hommage à l'esprit visionnaire d'un savant qui fut récompensé par le Prix Nobel de physique en 1926, devint sous-secrétaire d'Etat à la recherche dans le gouvernement Léon Blum, créa le Palais de la Découverte en 1937 et le CNRS en 1939.

La science et ses applications ont radicalement transformé le paysage de nos sociétés. Son pouvoir en a fait un objet de fantasmes tel que nous projetons sur elle nos peurs et nos espoirs. Elle est encore perçue comme le moteur d'un progrès salvateur, capable de remplacer les religions et leur message de rédemption. À l'inverse, les scientifiques sont parfois craints comme des apprentis sorciers mettant en danger notre monde. Partant de l'histoire et de la philosophie des sciences, mais aussi de la science-fiction populaire et du thriller ésotérique, l'auteur interroge : Qu'est-ce qu'une preuve scientifique ? Quelles histoires merveilleuses ou épouvantables la science raconte-t-elle ? Qui porte la responsabilité du geste scientifique ? Un voyage passionnant et original dans l'univers de la " science ", pour comprendre d'où elle vient, ce qui l'anime, quelle est sa puissance, ce que nous attendons d'elle.