Grâce aux progrès fulgurants de la cosmologie, nous savons que l'Univers se compose à 5 % de matière ordinaire, dont seulement une infime partie est observable aujourd'hui sous forme d'étoiles et de gaz, et à 95 % de matière noire et d'énergie noire, deux entités qui nous sont encore complètement inconnues. Comment, dans ces conditions, élaborer un scénario de formation des structures pour expliquer l'origine et la dynamique des galaxies ? Cette leçon nous invite à explorer l'énigme la plus mystérieuse de l'astrophysique contemporaine.

Pourquoi les filles, brillantes à l’école, désertent-elles encore les sciences ? Ce livre percutant, écrit avec l’Académie des sciences, décrypte les stéréotypes.

Pionnière du domaine, Françoise Combes est spécialiste de la dynamique des galaxies : mêlant observation et simulation numérique, elle cherche à comprendre la relation entre la forme des galaxies et leur histoire, et à décoder les différentes étapes de leur croissance. La physique des trous noirs est pour cela indispensable : les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies y jouent un rôle majeur. Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Avec quelles conséquences sur la formation des étoiles au sein de la galaxie correspondante ? Que peut nous apprendre l'observation des quasars, ces galaxies dont le trou noir supermassif central est extrêmement actif, et qui émet une lumière mille fois plus forte que toutes les étoiles de la galaxie réunies ? Les objets célestes les plus impressionnants de l'Univers sont ici décryptés par une pionnière de l'étude du cosmos.

Et si l'Univers avait une histoire à vous raconter ? Le Big Bang de Françoise Combes, astrophysicienne de renom, vous invite à explorer les mystères de la naissance et de l'évolution du cosmos.

Françoise Combes vient de recevoir la médaille d'or du CNRS. Cette astrophysicienne est spécialiste de la dynamique des galaxies et, non contente de les observer, elle réalise de spectaculaires simulations numériques de leur formation, de leur croissance, de leurs rencontres. Cela aide à comprendre l'origine de leurs formes, variées et souvent surprenantes. Le décodage des différentes étapes de leur évolution montre que les trous noirs supermassifs, qui occupent les centres de ces galaxies, y jouent un rôle majeur. Il est donc indispensable de mieux les comprendre. Comment sont-ils nés ? Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Quelle influence exercent-ils sur la formation et l'évolution des étoiles de la galaxie qui les abrite ? Lorsqu'ils sont extrêmement actifs, on qualifie de quasars les trous noirs supermassifs au centre de galaxies. Ce sont sans doute les objets les plus impressionnants de l'Univers : chacun émet une luminosité mille fois plus forte que la réunion de celles de toutes les étoiles de la galaxie qui l'abrite. Cette pionnière de l'étude du cosmos décrypte pour nous ces objets spectaculaires et leurs influences cosmiques.

Une mystérieuse force à l'oeuvre dans les galaxies et les amas de galaxies. Une masse manquante dans l'univers L'idée de la matière noire est née de l'analyse de la dynamique des amas de galaxies, et des galaxies elles-mêmes: la force gravitationnelle engendrée par la matière répertoriée dans ces systèmes astronomiques ne semble pas suffisante pour assurer leur cohésion. D'où l'idée que, en plus de la matière visible, existerait également de grandes quantités de matière invisible, la matière noire, qui exercerait l'attraction suffisante pour retenir les galaxies dans les amas, les étoiles dans les galaxies. Quelle est cette matière? Où se cache t elle ? Quelle pourrait être la nature de cette matière noire ? Où se cache t elle ? Comment s'est-elle formée ? Ces questions préoccupent les astrophysiciens depuis près d'un siècle. Françoise Combes révèle les méthodes par lesquelles les astronomes tentent d'y répondre et présente les pistes les plus prometteuses des recherches actuelles. La gravité modifiée? Peut-être cette hypothèse naturelle n'est-elle, après tout, pas la bonne réponse ! Il faudrait alors envisager une forme de gravité modifiée.Un voyage dans le ciel profond des galaxies géantes, des quasars et des supernovas. Un enregistrement dense pour les oreilles averties ou passionnées.

Notre connaissance de la Voie lactée a été profondément renouvelée depuis une dizaine d'années suite aux résultats du satellite astrométrique HIPPARCOS et aux grands relevés stellaires. Bien des concepts que l'on croyait bien établis se sont effondrés, pour être remplacés par d'autres qui vont dans le sens d'une plus grande complexité : en particulier, la mise en évidence des migrations radiales des étoiles vient brouiller l'image simpliste que l'on avait du disque galactique. Certains sujets ont fait d'énormes progrès, par exemple la physique du centre de la Voie lactée avec son trou noir massif, mais d'autres problèmes subsistent, comme la nature de la matière noire qui semble exister dans notre Galaxie. Cet ouvrage fait le point des connaissances actuelles sur la Voie lactée, présentées d'une manière aussi simple et didactique que possible. Les notions de base sont toujours rappelées, ce qui rend son accès possible aux lecteurs n'ayant pas de formation approfondie en astronomie. Cet ouvrage de base servira pour mieux comprendre les résultats attendus de Gaia, qui vont arriver dans quelques années après le lancement en 2013. Françoise Combes est astronome à l'Observatoire de Paris et membre de l'Académie des sciences. Son activité couvre une très grande partie des sujets abordés dans ce livre, avec une prédilection pour les simulations numériques. James Lequeux est astronome émérite à l'Observatoire de Paris. Ses principales spécialités sont le milieu interstellaire, la formation des étoiles et l'évolution des galaxies.