Mystères de la formation des Galaxies : Vers une nouvelle physique?

Table des Matières......Page 4
AVANT-PROPOS......Page 8
CHAPITRE 1 - REMONTER LE TEMPS ET OBSERVER L'UNIVERS JEUNE......Page 10
Le télescope, une machine à remonter le temps......Page 12
L'horizon de notre Univers......Page 13
Horizon et expansion de l'Univers......Page 15
Plusieurs distances vers l'Univers lointain......Page 17
Le paradoxe d'Olbers......Page 19
Les fluctuations initiales......Page 20
Le développement des structures......Page 23
La formation des galaxies requiert l'existence d'une matière peu ordinaire......Page 25
Mais comment s'effondrent les structures de différentes tailles ?......Page 27
L'évolution des galaxies : reportage en direct......Page 29
Que de galaxies bleues, à grand décalage spectral !......Page 33
Une surprenante inversion d'échelle......Page 35
Les astronomes, archéologues des galaxies......Page 37
D'où viennent les halos stellaires ?......Page 40
CHAPITRE 2 - LES BÉBÉS GALAXIES DANS LEUR COCON......Page 44
À la recherche des galaxies lointaines......Page 46
Grandes cartographies Lyman-α......Page 49
Distribution d'énergie dans une galaxie......Page 53
Nature de la poussière......Page 55
De grosses molécules jouent le rôle de petits grains de poussière......Page 56
Un moyen de détecter les galaxies lointaines : les ondes millimétriques......Page 59
Les résultats de la recherche en millimétrique......Page 62
Le début de l'histoire…......Page 66
Et toujours des questions sans réponse......Page 69
CHAPITRE 3 - À LA SOURCE DES TROUS NOIRS......Page 76
Qu'est-ce qu'un trou noir ?......Page 77
Les trous noirs de type galactique existent-ils ?......Page 80
Trous noirs et galaxies......Page 82
Combien y a-t-il de trous noirs dans l'Univers ?......Page 83
Comment grandit un trou noir ?......Page 86
Premiers trous noirs dans l'Univers jeune et trous noirs de masse intermédiaire......Page 89
Trous noirs binaires et leur possible observation......Page 92
L'observation des trous noirs binaires nous renseignerait sur la démographie des trous noirs......Page 95
Activité des trous noirs : « downsizing »......Page 96
Phénomènes d'autorégulation......Page 101
Pour conclure…......Page 103
CHAPITRE 4 - SCÉNARIOS DE FORMATION DES GALAXIES......Page 106
Formation des structures : « Top-down » ou « Bottom-up » ?......Page 108
Formation des structures par fusion......Page 112
Plusieurs scénarios pour les galaxies......Page 114
L'évolution séculaire des galaxies......Page 119
Les effets d'environnement......Page 122
Bimodalité entre galaxies rouges et bleues......Page 125
Le cas des elliptiques naines, ou naines sphéroïdales......Page 131
CHAPITRE 5 - LE PROBLÈME DE LA MATIÈRE NOIRE......Page 136
Structuration à grande échelle : les succès du modèle de matière noire froide CDM (Cold Dark Matter)......Page 138
Les oscillations baryoniques : autre succès du modèle CDM......Page 141
La matière visible suit-elle la matière noire ? Le biais......Page 143
Matière noire et relations d'échelles entre les galaxies : loi de Tully-Fisher pour les spirales......Page 148
Matière noire et plan fondamental pour les galaxies elliptiques......Page 151
Le rapport entre masse noire et masse visible a-t-il évolué au cours du temps ?......Page 155
Premier grand problème du modèle CDM : les cuspides......Page 157
Deuxième grand problème du modèle CDM : le moment angulaire......Page 160
Troisième grand problème du modèle CDM : les halos satellites......Page 162
Mais qu'est-ce que la matière noire?......Page 165
CHAPITRE 6 - COMMENT RÉSOUDRE LES PROBLÈMES, ET AVEC QUELS INSTRUMENTS ?......Page 172
Les succès, les problèmes : état des lieux......Page 173
Des particules de matière noire en auto-interaction, ou en collision ?......Page 174
Première piste : une meilleure connaissance des processus baryoniques complexes......Page 177
Gravité modifiée......Page 181
Problème de MOND dans les amas de galaxies......Page 186
MOND et la formation des galaxies......Page 188
Instruments futurs : ALMA, JWST, ELT, SKA…......Page 191
GLOSSAIRE......Page 200
LÉGENDES ENCART COULEUR......Page 216
Index......Page 212