Lexique pour comprendre le cosmos

Baryons : Particule composée de trois quarks, sensible à l’ interaction forte. Les protons et les neutrons sont des baryons.

Big-Crunch : Phénomène de contraction de l’Univers, opposé et symétrique au Big-Bang, qui se produira si l’Univers est fermé.

Conjonction : Rapprochement apparent de deux ou plusieurs astres dans le ciel.

Constante cosmologique : Terme L ajouté par Einstein dans ses équations, sensé décrire une hypothétique force d’attraction ou de répulsion selon son signe.

Constante de Hubble : Quantité notée H₀, mesurant l’ expansion de l’Univers. Elle est exprimée en kilomètres par seconde par méga parsec.

Constante de Planck : Constante fondamentale de la mécanique quantique. Elle s’exprime en unité d’énergie multipliée par une unité de temps. Sa valeur exacte est de 1,054 589 * 10^-8 g cm² s^-1.

Cosmologie : Science qui étudie la structure et l’évolution de l’ensemble de l’Univers.

Courbure du temps : Dans la relativité générale, le temps, au même titre que l’espace, subit une déformation – on lui attribut alors une « forme » - due aux masses des étoiles. La « droite » du temps est déformée à proximité des masses et perd sa caractéristique linéaire, c’est à dire sa régularité.

Densité critique : Valeur de la densité moyenne de l’Univers qui sépare les cas où celui-ci est ouvert ou fermé.

Effet Doppler-Fizeau : voir page

Electromagnétisme, électromagnétique : voir rayonnement ou interaction.

Electrons : Particule élémentaire de la famille des leptons, de charge opposée à celle du proton (-1).

Electronvolt (eV) : unité d’énergie utilisée en physique atomique et nucléaire, pouvant servir à donner la masse d’une particule élémentaire en vertu de la célèbre formule E = MC ² (où E est l’énergie, M la masse et C la vitesse de la lumière dans le vide) qui affirme que la masse et l’énergie sont équivalentes.

Espace sphérique : C’est un modèle à courbure positive, comme l'hypersphère à trois dimensions. Si l'univers est sphérique, il est fini dans le temps et dans l’espace, c’est à dire « fermé ». Après la phase actuelle d'expansion, il se contractera et son histoire s'achèvera par l'opposé du Big-Bang appelé Big-Crunch.

Espace euclidien : C’est un modèle à courbure nulle. Si l'Univers est euclidien , il est temporellement "ouvert" : son expansion se poursuivra éternellement.

Espace hyperbolique : Ce sont des modèles à courbure négative, également en expansion continue et infinie. Un tel univers est dit « ouvert ».

Espace-temps : Espace mathématique à quatre dimensions, dont les trois premières sont celles de l’espace ordinaire, la quatrième étant le temps. Un « point » de l’espace-temps est un point spatial à un temps donné.

Expansion : En cosmologie, augmentation des dimensions de l’Univers.

Fréquence : Grandeur physique caractérisant les ondes électromagnétiques et qui détermine la catégorie ou la couleur de la radiation considérée.

Hadrons : Particule sensible à l’ interaction forte, baryon ou mésons.

Horizon cosmologique : Limite d’observation depuis la Terre au-delà de laquelle on ne peut plus voir d’objets stellaires.

Hypersphère : Objet mathématique que l’esprit humain n’est pas en mesure de se représenter. Il s’agit d’un espace à trois dimensions sphérique. De manière plus concrète, cela signifie que voyager en ligne droite dans n’importe quelle direction d’un tel espace ramène fatalement au point de départ.

Inflation : Théorie développée par le physicien Allan Guth, supposant une ou plusieurs périodes d’accroissement très rapide (peut-être plus rapide que la vitesse de la lumière) de la taille de l’Univers.

Interaction : Action s’exerçant entre particules élémentaires. De la plus intense à la plus faible : interaction forte, électromagnétique, faible et gravitationnelle.

Interaction électromagnétique : Interaction rendant compte de tous les phénomènes électriques et magnétiques. Toutes les particules chargées y sont sensibles, ainsi que les photons qui servent à la transmettre.

Interaction faible : Interaction affectant toutes les particules matérielles et responsable de la désintégration atomique.

Interaction forte : Interaction assurant la cohésion des noyaux atomiques en liant les quarks en proton ou neutron, puis à leur tour, ces protons et ces neutrons en noyaux atomiques.

Interaction gravitationnelle ou gravitation : Interaction responsable de l’attraction mutuelle de deux masses et de la courbure de l’ espace-temps.

Kelvin, degré : Unité de température dont la valeur 0 correspond au zéro absolu soit : -273,15 ° Celsius.

Leptons : Fermion insensible à l’interaction forte. On en connaît six : l’ électron, le muon, le tau et leurs neutrinos respectifs.

Matière noire : Matière non détectable par sa luminosité, dont on suppose l’existence dans l’Univers pour expliquer la masse manquante qui est nécessaire pour rendre compte des phénomènes célestes observés.

Méson : Hadron composé d’un quark et d’un anti-quark. Tous les mésons sont instables.

Muon : Particule instable, analogue à l’ électron, mais deux fois plus lourd.

Naine brune : Astre intermédiaire entre les grosses planètes gazeuses et les étoiles : étoile trop petite pour enclencher des réactions nucléaires, et qui rayonne donc très peu, ce qui rend ce type d’astre très difficile à détecter. Ces étoiles pourraient composer une partie de la matière noire.

Neutrino : Particule neutre qui n’est sensible ni à l’ interaction forte, ni à l’ interaction électromagnétique. Il en existe trois types ( électron, muon ou tau).

Neutrons : Particule neutre entrant dans la composition du noyau atomique, avec le proton. On ne le considère plus comme une particule élémentaire, mais comme étant composé de trois quarks – deux « down » et un « up » (charge : -1/3 -1/3 +2/3 = 0).

Newtonienne, interaction : interaction gravitationnelle.

Nucléosynthèse : Réactions nucléaires produisant de nouveaux noyaux atomiques

Parsec : (de parallaxe et seconde), unité de mesure de distance utilisée en astronomie, avec l'année-lumière. Un parsec (symbole «pc») représente la distance à la Terre d'un astre dont la parallaxe annuelle – c’est à dire son déplacement apparent dans le ciel au cours de l’année - est égale à une seconde de degré. Cette distance équivaut à 3,08.10¹³  km, soit à 3,26   années-lumière ou encore 206 265 unités astronomiques.

Particules élémentaires : Objet constituant la matière ou le rayonnement, qui ne peut pas être décomposé en objets plus « élémentaires ». Cette définition est donc relative à l’état des connaissances à une époque donnée ; cependant, on conserve traditionnellement le proton et le neutron dans cet ensemble.

Photon : Particule de lumière, et plus généralement de toute radiation électromagnétique.

Planck, échelle de : Echelle de mesure physique de l’infiniment petit correspondant aux seuil de nos connaissances de l’Univers : on ne connaît rien de se qui se produit à des dimensions inférieures à la longueur de Planck ou à un temps inférieur à celui de Planck. Ces mesures ont été déterminées par le physicien Max Planck

Plasma : « Quatrième état de la matière » dans lequel les électrons et les noyaux atomiques ne sont plus liés pour former des atomes. Un plasma de quarks est un milieu dans lequel les noyaux atomiques sont dissociés.

Portée des interactions : Distance à partir de la quelle une interaction entre particules n’a plus d’effet. La portée de la gravitation et de l’ électromagnétisme est infinie. Celle de l’ interaction forte est de l’ordre du noyau atomique. Celle de l’interaction faible est encore plus petite.

Positon : Antiparticule de l’ électron, de charge positive (+1).

Proton : Particule chargée positivement entrant dans la composition du noyau atomique, avec le neutron. On ne le considère plus comme une particule élémentaire, mais comme étant composé de trois quarks – deux « up » et un « down » (charge : +2/3 +2/3 -1/3 = +1).

Quanta : synonyme : Particule élémentaire

Quantique, physique : Partie de la physique s’intéressant aux propriétés des particules subatomiques et aux interactions entre la matière et le rayonnement. La physique quantique est le fondement de la physique moderne, ses premières bases ont été posées au début du XX ème siècle par le physicien Max Planck.

Quarks : Fermions constituant les hadrons, constituant fondamental de la matière. Il existe six sortes (ou « saveurs ») de quarks : « up », « down », « strange », « charmed », « beauty » et « top ». Seuls les trois premiers existent à l’heure actuelle dans la nature. Leur charge est égale à –1/3 ou à +2/3 de la charge dite « élémentaire », égale à 1,602 * 10^-19 Coulomb.

Rayonnement électromagnétique : Ensemble des radiations électromagnétiques comprenant (des plus basses aux plus hautes fréquences) : les ondes radio, les micro-ondes, les rayons infrarouges, la lumière visible, les rayons ultraviolets, X et g (gamma).

Rayonnement fossile, cosmologique, du fond du ciel : C’est le reste du rayonnement électromagnétique qui était en équilibre avec la matière à l’époque où la température moyenne de l’Univers était supérieure à 3 000 degrés Kelvin, et dont la température a été mesurée à 2.7° K.

Singularité : Etat hyper dense de l’Univers contracté en un point unique.

Spin : Quantité de mouvement de rotation d’une particule élémentaire sur elle-même, en physique quantique.

Supernova : Explosion gigantesque d’une étoile massive arrivée en fin de vie. Ce phénomène est responsable de la nucléosynthèse des éléments atomiques dits « lourds » jusqu’à l’uranium.

Trou noir : Objet massif suffisamment dense pour que la lumière ne puisse s’en échapper. Un tel astre résulte de l’explosion d’une étoile extrêmement massive en supernova.

Lexique historique