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Cosmologie

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Hubble eXtreme Deep Field (XDF) (Hubble eXtreme Deep Field (XDF) a été achevé en septembre 2012 et montre les galaxies les plus lointaines jamais photographiées. À l’exception des quelques étoiles au premier plan (qui sont claires et facilement reconnaissables parce qu’elles ont seulement des pointes de diffraction), chaque grain de lumière dans la photo est une galaxie individuelle, certaines d’entre elles remontant à 13,2 milliards d’années; l’univers observable contient plus de 2 billions de galaxies)

La cosmologie (du grec κόσμος, kosmos, « monde » et -λογία, –logia « étude de ») est l’étude de l’origine, de l’évolution et du devenir de l’univers. La cosmologie physique est l’étude scientifique de l’origine de l’univers, de ses structures et dynamiques à grande échelle, et de son destin ultime, ainsi que des lois scientifiques qui régissent ces domaines.

La cosmologie religieuse ou mythologique est un ensemble de croyances fondées sur la littérature mythologique, religieuse et ésotérique et sur les traditions des mythes de la création et de l’eschatologie.

La cosmologie physique est étudiée par des scientifiques, tels que les astronomes et les physiciens, ainsi que par des philosophes tels que les métaphysiciens, les philosophes de la physique et les philosophes de l’espace et du temps. En raison de cette portée partagée avec la philosophie, les théories en cosmologie physique peuvent inclure à la fois des propositions scientifiques et non scientifiques, et peuvent dépendre d’hypothèses qui ne peuvent pas être testées. La cosmologie diffère de l’astronomie en ce que la première concerne l’univers dans son ensemble tandis que la seconde traite des objets célestes individuels. La cosmologie physique moderne est dominée par la théorie du Big Bang, qui tente de rapprocher l’astronomie observationnelle et la physique des particules, plus précisément, un paramétrage standard du Big Bang avec la matière noire et l’énergie noire, connu sous le nom de modèle Lambda-CDM.

L’astrophysicien théorique David N. Spergel a décrit la cosmologie comme une « science historique » parce que « quand nous regardons dans l’espace, nous regardons dans le temps » en raison de la nature finie de la vitesse de la lumière.

Disciplines

La physique et l’astrophysique ont joué un rôle central dans l’élaboration de la compréhension de l’univers à travers l’observation scientifique et l’expérimentation. La cosmologie physique a été façonnée à la fois par les mathématiques et l’observation dans une analyse de l’univers entier. L’univers est généralement compris comme ayant commencé avec le Big Bang, suivi presque instantanément par l’inflation cosmique; une expansion de l’espace dont on pense que l’univers a émergé il y a 13,799 ± 0,021 milliards d’années. La cosmogonie étudie l’origine de l’Univers, et la cosmographie cartographie les caractéristiques de l’Univers.

Dans l’Encyclopédie de Diderot, la cosmologie est décomposée en uranologie (la science des cieux), en aérologie (la science de l’air), en géologie (la science des continents) et en hydrologie (la science des eaux).

La cosmologie métaphysique a également été décrite comme le placement de l’homme dans l’univers en relation avec toutes les autres entités. Ceci est illustré par l’observation de Marc Aurèle sur la place de l’homme dans cette relation: «Celui qui ne sait pas ce qu’est le monde ne sait pas où il est, et celui qui ne sait pas dans quel but le monde existe ne sait pas qui il est, ni ce que le monde est.»

Cosmologie physique

La cosmologie physique est la branche de la physique et de l’astrophysique qui traite de l’étude des origines physiques et de l’évolution de l’Univers. Il comprend également l’étude de la nature de l’Univers à grande échelle. Dans sa forme la plus ancienne, c’était ce qu’on appelle maintenant la «mécanique céleste», l’étude des cieux. Les philosophes grecs Aristarque de Samos, Aristote et Ptolémée ont proposé différentes théories cosmologiques. Le système géocentrique ptolémaïque était la théorie prédominante jusqu’au 16ème siècle quand Nicolaus Copernicus, et par la suite Johannes Kepler et Galileo Galilei, ont proposé un système héliocentrique. C’est l’un des exemples les plus célèbres de rupture épistémologique en cosmologie physique.

Examinarea microscopică a planului focal al telescopului radio BICEP2 (L’examen microscopique du plan focal du radiotélescope BICEP2 a permis de découvrir des ondes gravitationnelles dans l’univers infantile.)

Quand Isaac Newton a publié Principia Mathematica en 1687, il a finalement compris comment le ciel se déplaçait. Newton a fourni un mécanisme physique pour les lois de Kepler et sa loi de la gravitation universelle a permis de résoudre les anomalies dans les systèmes précédents, causées par l’interaction gravitationnelle entre les planètes. Une différence fondamentale entre la cosmologie de Newton et les précédentes était le principe de Copernic – que les corps sur terre obéissent aux mêmes lois physiques que tous les corps célestes. C’était une avancée philosophique cruciale dans la cosmologie physique.

La cosmologie scientifique moderne est généralement considérée comme ayant commencé en 1917 avec la publication par Albert Einstein de sa dernière modification de la relativité générale dans l’étude « Considérations cosmologiques de la théorie générale de la relativité » (bien que ce document ne soit pas disponible pendant la Première Guerre mondiale). La relativité générale a incité des cosmogonistes tels que Willem de Sitter, Karl Schwarzschild et Arthur Eddington à explorer ses ramifications astronomiques, ce qui a renforcé la capacité des astronomes à étudier des objets très lointains. Les physiciens ont commencé à changer l’hypothèse que l’Univers était statique et immuable. En 1922, Alexander Friedmann a introduit l’idée d’un univers en expansion qui contenait de la matière en mouvement.

Parallèlement à cette approche dynamique de la cosmologie, un débat de longue date sur la structure du cosmos arrivait à son apogée. L’astronome du mont Wilson, Harlow Shapley, a défendu le modèle d’un cosmos composé uniquement du système d’étoiles de la Voie lactée; tandis que Heber D. Curtis soutenait l’idée que les nébuleuses spirales étaient des systèmes stellaires à part entière comme des univers insulaires. Cette divergence d’idées a culminé avec l’organisation du Grand Débat le 26 avril 1920 lors de la réunion de l’Académie nationale américaine des sciences à Washington, DC. Le débat a été résolu lorsque Edwin Hubble a détecté des variables céphéides dans la galaxie d’Andromède en 1923 et 1924. Leur distance a établi des nébuleuses spirales bien au-delà du bord de la Voie Lactée.

La modélisation subséquente de l’univers a exploré la possibilité que la constante cosmologique, introduite par Einstein dans son article de 1917, puisse aboutir à un univers en expansion, dépendant de sa valeur. Ainsi, le modèle Big Bang fut proposé par le prêtre belge Georges Lemaître en 1927, corroboré par la découverte par Edwin Hubble du décalage vers le rouge en 1929 et plus tard par la découverte du rayonnement de fond cosmologique par Arno Penzias et Robert Woodrow Wilson en 1964. Ces résultats étaient une première étape pour écarter certaines des nombreuses cosmologies alternatives.

Depuis environ 1990, plusieurs progrès spectaculaires dans la cosmologie observationnelle ont transformé la cosmologie d’une science largement spéculative en une science prédictive avec un accord précis entre la théorie et l’observation. Ces avancées comprennent des observations du fond de micro-ondes des satellites COBE, WMAP et Planck, de nouvelles grandes enquêtes du décalage vers le rouge dans la galaxie, y compris 2dfGRS et SDSS, et des observations de supernovas lointaines et de lentilles gravitationnelles. Ces observations correspondaient aux prédictions de la théorie de l’inflation cosmique, à une théorie du Big Bang modifiée et à la version spécifique connue sous le nom de modèle Lambda-CDM. Cela a conduit de nombreuses personnes à considérer les temps modernes comme «l’âge d’or de la cosmologie».

Le 17 mars 2014, des astronomes du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian ont annoncé la détection d’ondes gravitationnelles, fournissant des preuves solides de l’inflation et du Big Bang. Cependant, le 19 juin 2014, une baisse de confiance dans la confirmation des résultats de l’inflation cosmique a été rapportée.

Le 1er décembre 2014, lors de la réunion de Planck 2014 à Ferrare, en Italie, les astronomes ont rapporté que l’univers avait 13,8 milliards d’années et qu’il était composé de 4,9% de matière atomique, 26,6% de matière noire et 68,5% d’énergie sombre.

Cosmologie religieuse ou mythologique

La cosmologie religieuse ou mythologique est un ensemble de croyances basées sur la littérature mythologique, religieuse et ésotérique et les traditions de création et d’eschatologie.

Cosmologie philosophique

La cosmologie traite le monde comme la totalité de l’espace, du temps et de tous les phénomènes. Historiquement, il a eu une portée assez large, et dans de nombreux cas a été fondée dans la religion. Les anciens Grecs n’ont pas fait de distinction entre cette utilisation et leur modèle pour le cosmos. La cosmologie métaphysique aborde des questions sur l’Univers qui dépassent la portée de la science. Il se distingue de la cosmologie religieuse en ce qu’il aborde ces questions en utilisant des méthodes philosophiques comme la dialectique. La cosmologie métaphysique moderne tente de répondre à des questions telles que:

  • Quelle est l’origine de l’Univers? Quelle est sa première cause? Son existence est-elle nécessaire? (voir monisme, panthéisme, emanationnisme et créationnisme)
  • Quels sont les composants matériels ultimes de l’Univers? (voir mécanisme, dynamisme, hylomorphisme, atomisme)
  • Quelle est la raison ultime de l’existence de l’Univers? Est-ce que le cosmos a un but? (voir téléologie)
  • L’existence de la conscience a-t-elle un but? Comment savons-nous ce que nous savons de la totalité du cosmos? Le raisonnement cosmologique révèle-t-il des vérités métaphysiques? (voir épistémologie)

Traduit de Wikipedia

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