Histoire de la cosmologie

Objectif

Ce cours est destiné à toute personne qui désire augmenter ses connaissances générales en astronomie et astrophysique, sans pour autant posséder le bagage mathématique et/ou physique usuel. Ce cours illustre de façon simplifiée mais néanmoins correcte les résultats de la méthode scientifique appliquée à l’étude de l’Univers, de l’Antiquité grecque jusqu’aux progrès récents de la cosmologie, fruits de la confrontation de la théorie et de l’observation. La présentation de notions élémentaires d’astronomie et d’astrophysique permet de comprendre la description des progrès récents accomplis grâce à la théorie du Big Bang et d’appréhender les questions fondamentales qui restent à résoudre.

Contenu

ANTIQUITE: Illustration de quelques cosmologies de l’Antiquité, plus proches de mythes religieux que de la science. Explications des premières victoires scientifiques (la mesure du rayon de la Terre, par exemple).

RENAISSANCE: Compétition entre les systèmes géocentriques (Aristote, Ptolémée) et héliocentriques (Copernic, Brahe et Kepler).

TEMPS MODERNES: Avènement du pourquoi et non plus seulement du comment: Galilée et Newton. Prédiction de la mécanique newtonienne: comète de Halley.

XIXe siècle: Découvertes de nouvelles planètes du Système Solaire: Herschel, Le Verrier et Adams. Avènement de la mécanique céleste durant le 19e siècle. Les premiers catalogues de nébuleuses: Messier et Herschel père et fils. Observation de la nébuleuse galactique et comptages d’étoiles.

XXe siècle: Distinction entre nébuleuses et galaxies par Hubble. Réactions nucléaires, nucléosynthèse stellaire ou transmutation des éléments, diagramme de Hertzsprung-Russell. Formation et évolution des étoiles. Découvertes des planètes exosolaires. Formation des planètes. Existence de la vie ailleurs que sur la planète Terre? Comptages de galaxies. Formation et évolution des galaxies. La relativité générale d’Einstein pour décrire l’Univers comme un tout. Les pères fondateurs de la théorie du Big Bang: Lemaître, Friedmann et Gamow. Les preuves observationnelles du Big Bang: expansion de l’Univers, nucléosynthèse cosmologique, le fond de rayonnement diffus cosmologique. Les questions énigmatiques de la nature de la matière sombre et de l’énergie sombre.

Objectif

Le séminaire permet aux étudiant·e·s d’approfondir un thème particulier lié à l’histoire de la cosmologie. Sensible à la dimension interdisciplinaire du programme (Sciences)², le séminaire d’histoire de la cosmologie offre la possibilité de réaliser un travail de recherche à l’intersection de méthodes et d’approches différentes mais complémentaires.

Contenu

Le thème du séminaire est aussi ouvert que sa méthode, tant que ces derniers sont bien définis.

Ainsi, les étudiant·e·s peuvent travailler par exemple sur des éléments scientifiques actuels ou historiques : l’astronomie mégalithique, les noms des objets célestes ou le rôle de l’astronomie pour la navigation… Ils/Elles peuvent aussi concentrer leurs recherches sur les techniques, les savoir-faire et les instruments, par exemple : la spectrométrie (concepts, théories, instruments), les fonctions, les succès et les échecs du télescope de Herschel ou encore la genèse et les structures des cartes célestes. Le travail peut aussi porter sur des personnages historiques ou des institutions telles que la Royal Astronomical Society, Einstein, Galilée, la relation entre Brahe et Kepler, etc. Bien entendu, les phénomènes astronomiques à proprement parler constituent, eux aussi, des thèmes de séminaire : les astéroïdes, la découverte de Neptune, les trous noirs, les aurores boréales, etc.  Enfin, il est tout à fait bienvenu de concentrer son travail sur des problématiques philosophiques ou conceptuelles liées à l’histoire de la cosmologie, telles que les enjeux de la révolution copernicienne, la genèse et les fonctions de concepts tels que le vide ou l’éther.

Les approches pouvant être mises en œuvre pour ce travail sont nombreuses : génétique (historique, biographique), structurelle (scientifique, technologique), épistémologique (c’est-à-dire étudiant la genèse et la structure d’une théorie scientifique ou d’une certaine conceptualité), etc. En outre, il est possible de croiser plusieurs méthodes complémentaires.

Cours : examen écrit
Séminaire : travaux personnels écrits