Été 1925. Isolé sur l'île perdue d'Helgoland en mer du Nord, Werner Heisenberg a un éclair de génie : l'idée qui fonde la théorie des quanta. Avec Paul Dirac, Wolfgang Pauli et d'autres (très) jeunes physiciens, il en deviendra l'un des pères. Un siècle plus tard, la théorie fonctionne à merveille puisqu'elle rend compte du monde, de la couleur du ciel aux neurones de notre cerveau, en passant par le fonctionnement de nos ordinateurs et l'origine des galaxies. Son sens profond, en revanche, nous échappe toujours... Dans cet ouvrage, Carlo Rovelli se fait volontiers passeur pour mieux nous raconter la «quantique» et en proposer aussi son interprétation personnelle, fruit d'une vie de recherche. Avec ce merveilleux message : la réalité est profondément différente de ce que nous imaginons. Lire la suite Fermer

Certaines ne sont visibles qu'avec les plus grands télescopes. D'autres brillent si intensément qu'elles peuplent nos mythes depuis l'aube de l'humanité. Elles sont désignées par de mystérieuses références ou portent haut leur nom - Alcyone, Monocerotis, Ras Algethi, Zeta Ophiuchi, etc. Les étoiles nous fascinent, mais les connaissons-nous vraiment ? Il y a bien Algol, la «tête de l'ogre» en arabe, dont l'étrange éclat variable a été repéré dès l'Égypte antique ; ou 61 Cygni, la première étoile dont on a pu mesurer l'éloignement, révélant l'immensité de l'Univers ; ou encore 34 Tauri, plus connue sous le nom... d'Uranus. Naines blanches, supernovae, étoiles à neutrons, géantes rouges, pulsars : voici l'histoire de cent étoiles qui, ensemble, composent une somptueuse symphonie.

«Quiconque n'est pas choqué par la théorie quantique ne la comprend pas.» La phrase de Niels Bohr s'applique merveilleusement à la notion mystérieuse forgée par Erwin Schrodinger en 1935, l'intrication : deux particules sont capables de s'influencer instantanément, quel que soit leur éloignement. Einstein refusait cette «fantomatique action à distance», mais Anton Zeilinger prouva son existence lors de magistrales expériences menées avec des photons, d'abord sous le Danube, puis sur 150 km entre deux sommets des îles Canaries ! L'auteur lève ici un coin du voile en expliquant pas à pas comment il a procédé et l'extraordinaire portée de ses travaux. Il détaille en outre la puissance de l'intrication, qui, au coeur de la nouvelle révolution quantique en cours, pourrait bien bouleverser notre façon de communiquer, de mesurer et de calculer demain. Si la téléportation, les inégalités de Bell et le paradoxe EPR titillent votre curiosité, alors ce livre est fait pour vous ! Lire la suite Fermer

Pourquoi y a-t-il des atomes, des planètes et des humains plutôt que rien ? Comment pouvons-nous aimer, créer, agir, penser... alors que notre cerveau est le fruit des lois déterministes de la physique ? La conscience est-elle apparue par la seule grâce du hasard ? Et si les étoiles sont appelées à terme à se consumer, les galaxies à se disperser et les trous noirs à s'évaporer, quel sens donner à notre existence ? Vulgarisateur hors pair, Brian Greene s'attaque à ces questions en nous contant non seulement l'histoire de l'Univers, mais aussi son futur. Du Big Bang jusqu'à la fin des temps, il propose une quête aux confins de la science, interrogeant au passage l'éphémère beauté du monde. Une vertigineuse méditation cosmique par l'un des plus grands physiciens de notre temps. Lire la suite Fermer

La mécanique quantique, la cosmologie et la physique des particules fascinent, mais comment ne pas se sentir écrasé sous les montagnes de signes cabalistiques qu'elles manipulent ? Ne craignez plus les équations ! Laissez Bruno Mansoulié vous guider pour appréhender ce langage mathématique, de l'élégance de ses graphismes à l'étendue de ses conséquences.Les équations de la physique sont autant de portes d'entrée pour percer les secrets de l'Univers... Mieux : leur langage universel révèle l'incomparable beauté du monde qui nous entoure.Chacune des quinze équations présentées par l'auteur est illustrée par un dessin plein d'humour et de poésie de Lison Bernet.

Quoi de plus familier que la chute des corps ? Et quoi de plus éloigné de notre intuition que les trous noirs ou les ondes gravitationnelles ? Tous relèvent pourtant du même phénomène : la gravitation.Si l'on doit à Newton la «gravitation universelle», qui ira de succès en succès au fil des siècles, la théorie actuelle est l'oeuvre d'Einstein, qui adopta un point de vue radicalement différent : la relativité générale identifie la gravitation à la forme d'une nouvelle entité, l'espace-temps.Dans cette brillante synthèse, l'auteur nous conte comment notre compréhension de la gravitation s'est forgée, en s'arrêtant sur la conception du monde proposée par Einstein, si révolutionnaire qu'elle bouleversa tout notre cadre de pensée. Il montre de plus que la relativité générale n'est sans doute pas la «théorie ultime» de la gravitation, comme l'illustrent ses insuffisances face aux cas extrêmes révélés par la cosmologie, sans oublier son incompatibilité avec la physique quantique. Quelles sont les pistes de recherche aujourd'hui ? Comment les tester ? La science fait face à un immense défi. Lire la suite Fermer

Début 2021 : la France annonce un plan quantique à 1,8 milliard d'euros, signe d'une rupture technologique majeure. Santé, environnement, chimie, biologie, finance, aéronautique, cryptographie, big data, intelligence artificielle... tous les domaines pourraient bien être touchés par le «Graal» quantique, à savoir le futur ordinateur tant vanté par la science-fiction. Mais d'autres percées se profilent derrière notre capacité à manipuler un photon ou un atome unique : des capteurs d'une sensibilité insoupçonnée, des simulateurs inédits, voire de nouvelles façons de communiquer... Quels sont les fondements de cette révolution ? Quelles applications concrètes pourraient bouleverser notre quotidien demain ? Pour le savoir, Julien Bobroff a rencontré les meilleurs experts et poussé la porte des laboratoires les plus réputés. Tout en détaillant avec la plus grande clarté les mystères de l'intrication et les subtilités des «qubits», il nous fait part de ses découvertes, fort de cette certitude : le XXI? siècle sera quantique. Lire la suite Fermer

Physique, philosophie, politique.

La figure d'Albert Einstein est devenue un grand mythe moderne. Auteur essentiel des révolutions de la physique théorique contemporaine que symbolise sa célébrissime formule E = mc2, il fut aussi un pacifiste engagé et un défenseur des droits de l'homme.

Ce livre restitue les facettes multiples d'un personnage emblématique aux prises avec son époque. Articles de vulgarisation y voisinent avec des souvenirs d'enfance, des lettres à Freud, Marie Curie, etc., des essais philosophiques et politiques qui témoignent de son inlassable activité intellectuelle et de la haute idée qu'il se faisait de sa responsabilité morale.

Il est inhabituel qu'une idée mathématique se diffuse dans la société. C'est pourtant le cas avec la théorie du chaos, popularisée grâce à l'effet papillon, selon lequel le battement d'ailes d'un papillon au Brésil pourrait provoquer une tornade au Texas.

Depuis Galilée et Newton, la physique et les mathématiques sont traversées par cette question du déterminisme. Si la science semble d'abord en état de tout prédire, elle doit reconnaître, vers la fin du XIXe siècle, l'infinie complexité du monde et l'impossibilité pratique de prévoir le futur en fonction du présent.

Étienne Ghys restitue ici le cheminement de grands scientifiques et nous fait toucher du doigt, toujours de manière très accessible, la portée conceptuelle de l'abstraction mathématique.

Les étourneaux virevoltent dans le ciel pour y dessiner de superbes figures, dont aucun oiseau n'a pourtant le schéma... Comment un grand nombre de composants en interaction simple et proche produisent-ils des comportements si complexes ? Il a fallu filmer ces vols en trois dimensions pour parvenir à les modéliser et comprendre la physique à l'oeuvre. Elle éclaire aussi le comportement des électrons, des atomes, des molécules, mais du verre, du cerveau, des marchés financiers, du climat, etc. Dans ce modèle de vulgarisation, le prix Nobel de physique 2021 livre le récit de son impressionnante aventure scientifique et nous conte la genèse d'une nouvelle discipline : la science de la complexité.

Un chemin vers une nouvelle physique ?
Carlo Rovelli nous raconte son parcours personnel de chercheur et ses interrogations sur la nature de l'espace et du temps. Relativité générale, mécanique quantique, gravité quantique, naissance de l'Univers, destin des trous noirs sont les personnages principaux de ce témoignage direct d'une vie au coeur de la science.
Dans cette édition actualisée, des idées nouvelles apparaissent comme les étoiles de Planck ou encore le débat sur la réalité du Temps.

« Ce petit livre a pour but de faire connaître, d'une manière aussi exacte que possible, la théorie de la relativité à ceux qui s'intéressent à elle au point de vue général, scientifique et philosophique, mais qui ne possèdent pas l'appareil mathématique de la physique théorique. L'auteur n'a pas ménagé sa peine pour présenter les idées fondamentales d'une manière claire et simple et, en gros, dans l'ordre et la connexion dans lesquels elles ont réellement pris naissance. Puisse ce livre être un stimulant pour beaucoup de lecteurs et leur faire passer quelques heures agréables. » ( Albert Einstein)

Une nouvelle vision audacieuse de la théorie quantique par l'un des plus grands esprits de la physique contemporaine La physique quantique est l'enfant chéri de la science moderne. Elle nous permet de comprendre la matière, les ondes, les forces de la Nature, jusqu'au comportement des matériaux. Mais, source de disputes entre ses découvreurs et d'idées souvent fantaisistes, elle a aussi les défauts de l'enfance. Qu'il s'agisse d'un chat mort-vivant ou d'un monde qui n'existerait pas indépendamment de nos mesures, la théorie quantique défie notre entendement.
Mêlant histoire des découvertes et réflexions philosophiques, Lee Smolin nous emmène dans un voyage à la rencontre du monde quantique et de ses zones d'ombres, que certaines théories alternatives pourraient éclairer.
Smolin est tout autant un penseur enventif et provocateur qu'un écrivain engagé. Ses explications sont d'une grande clarté.
Philip Ball, Physics World Lire la suite Fermer

Dès que nous pensons, surgit la notion d'infini. Or, on ne peut plus le penser au singulier : des infinis d'ordres différents apparaissent aussi bien dans les mathématiques que dans les sciences de la matière et de l'Univers.
Cet ouvrage retrace quelques grandes étapes des « histoires parallèles » de l'infini en cosmologie, en mathématiques et en physique fondamentale. Les notions d'horizon cosmique et d'univers multiples sont abordées. Cette réflexion sur un thème a priori complexe s'insère dans une vision extrêmement large, pour montrer comment l'approche scientifique du monde a toujours eu des résonances avec les grandes questions philosophiques et métaphysiques.

Entre la façon dont la physique moderne est vulgarisée et la réalité de sa complexité, le fossé est énorme. La raison en est simple: la science est à la fois technique et cumulative. Si vous voulez comprendre ce qu'est un trou noir, vous devez d'abord comprendre la relativité générale, et pour cela avoir assimilé le calcul tensoriel, donc maîtriser l'analyse vectorielle, c'est-à-dire à la fois les vecteurs et le calcul différentiel, sans parler de l'algèbre et la géométrie. De quoi rebuter tout profane peu tenté par la perspective de nombreuses années d'études en mathématiques.

Sean Carroll, physicien et auteur des best-sellers Le Grand Tout et La face cachée de l'Univers, est convaincu qu'il est possible de réduire cet écart. C'est le défi qu'il s'est lancé avec la trilogie L'Univers à votre portée, issue d'une série de vidéos réalisées par ses soins et qui ont cumulé des millions de vues.

Ces ouvrages présentent et expliquent les concepts les plus importants de la physique moderne, depuis «l'espace» et «la matière» jusqu'à la «mécanique quantique» et «l'entropie» en passant par des notions clés telles que la topologie, les théories de jauge, la renormalisation et les phénomènes critiques. Largement accessibles, ils s'adressent à toutes les personnes prêtes à réfléchir à des notions complexes, sans qu'il ne soit besoin d'aucun prérequis. À la fin de la série, elles auront vraiment compris les idées constituant le quotidien des physiciens, et celles qui gouvernent l'Univers.

Ce premier volume couvre le domaine de la physique classique, de Newton à Einstein. Lire la suite Fermer

100 phénomènes pour s'initier à la physique !


La physique est partout ! De la formation des nuages aux étoiles et aux arcs-en-ciel, en passant par les tremblements de terre, l'électricité ou encore la radioactivité : elle est inhérente aux phénomènes qui nous entourent. À travers la découverte de 100 d'entre eux - naturels mais aussi quantiques ou astrophysiques -, vous vous familiariserez avec cette science qui peut parfois paraître abstraite et difficile à saisir.

Au fil des pages, laissez-vous surprendre et retrouvez la curiosité des tout premiers scientifiques qui s'interrogeaient sur leurs observations du monde. Car comprendre, loin d'ôter la poésie, approfondit l'admiration.

La science est toujours présentée à travers ses succès. Comme une imprenable citadelle. La situation, pourtant, se révèle être un peu plus complexe. Littéralement parlant, toutes les théories sont fausses. Elles seront un jour remplacées par de meilleurs modèles qui, bien souvent, feront table rase des concepts passés.
A la base de ces révolutions, magnifiques et inquiétantes, se trouvent les anomalies. Elles s'immiscent par effraction dans le paradigme des modèles standards. Elles grèvent l'édifice patiemment construit par les scientifiques. Certaines ne sont que des étrangetés passagères, fugaces, mais d'autres tiennent bon et déclenchent des tempêtes. A partir de ces anomalies, s'esquissent les prémisses d'une nouvelle science qui reste pour l'essentiel à écrire.
De la curieuse hégémonie de la matière dans l'Univers aux mystères des trous noirs et du vide quantique, Aurélien Barrau vous emmène sur ce chemin inconfortable de la science, jalonné de fissures. Lire la suite Fermer

Les grandes découvertes de la radioactivité et du nucléaire incarnées par trois portraits de scientifiques.Cet ouvrage, publié en collaboration avec le journal Le Monde, nous invite à découvrir les travaux de trois pionniers de la recherche nucléaire : Marie Curie, Ernest Rutherford et Enrico Fermi.En étudiant les rayons produits par l'uranium, Marie Curie (1867-1934) est la première à utiliser le terme de « radioactivité ». Puis, se penchant sur l'étude de minéraux possédant une radioactivité élevée, notamment la pechblende, elle parvint à isoler l'élément inconnu à l'origine de son émission radioactive. Cette découverte lui permettra d'identifier deux nouveaux éléments chimiques : le radium et le polonium.De son côté, le physicien Néo-Zélandais, Ernest Rutherford (1871-1937) découvre, dans ses recherches sur la radioactivité, un étonnant paradoxe : l'atome est constitué de vide. En son coeur est lové le noyau qui concentre la quasi-totalité de la masse, et par conséquent son énergie. C'est Rutherford qui comprend que la radioactivité résulte de la désintégration spontanée des atomes et c'est lui qui identifie les trois principaux composants du rayonnement radioactif : les rayons alpha, bêta et gamma.Après avoir créé la toute première pile atomique, Enrico Fermi (1901-1954) participe à l'invention du réacteur nucléaire et de la bombe atomique. Son travail sur les réactions nucléaires à partir de neutrons lents et sa démonstration de l'existence de nouveaux éléments radioactifs lui permettent de s'imposer comme précurseur de la technologie nucléaire. Lire la suite Fermer

Que sont l'espace et le temps ? Comment comprendre la chute des corps et le mouvement des astres ? Que verrait-on aux abords d'un trou noir ? Accessible, concis et richement illustré (45 illustrations au noir en accompagnement du texte + 10 doubles pages illustrées en quadri sur des grands concepts et notions clés). Ce livre nous explique les quand, comment et pourquoi de l'univers. Une approche didactique pour partir à la découverte des plus grandes théories de la physique moderne : la relativité générale et la physique quantique qui constituent aujourd'hui les deux piliers sur lesquels repose notre compréhension de l'univers.

Inaccessible, la physique quantique? Entrez dans le grand mécano de Julien Bobroff et bientôt spin, effet tunnel et autre laser n'auront plus de secret pour vous!En une dizaine d'expériences, parmi les plus sidérantes de la physique moderne, découvrez de drôles de laboratoires, de folles inventions et surtout des physiciens aussi géniaux que bricolo... Toutes couronnées par un prix Nobel, ces expériences, merveilles d'inventivité et de finesse, fournissent des réponses concrètes et très pédagogiques aux questions que vous vous êtes toujours posées sur le monde quantique.

Elles se dressent au bout du sentier, somptueuses, d'un gigantisme à couper le souffle. À qui prend le temps de les observer, les montagnes proposent toutefois bien plus qu'un panorama : derniers îlots sauvages, elles dévoilent les lois du monde. Issues des profondeurs de la Terre, elles recèlent un eldorado de savoirs, de la formation des roches à l'évolution du climat, des phénomènes atmosphériques à la lecture des paysages. Proches du ciel, elles abritent aussi d'étranges observatoires, où les chercheurs recueillent les signaux les plus ténus afin de percer les grands mystères de l'Univers.Excursion alpine, visite de laboratoire souterrain, randonnée naturaliste, chasse aux météores, etc. : suivez l'autrice à la découverte de ces temples de la science...

Un atome, c'est petit comment? Pourquoi le pastis se trouble-t-il quand on y ajoute de l'eau? Mais d'où vient la Lune?Si les premiers hommes, le Big-Bang et le boson de Higgs vous intriguent, si vous fourmillez de questions sans toujours oser les poser à haute voix, alors ce livre est fait pour vous! Laissez le créateur de la chaîne YouTube «Science étonnante» vous révéler ses découvertes préférées, au travers d'une vingtaine de questions innocentes posées par ses filles.Vous n'avez qu'une vague idée de ce qu'est une particule, un gène ou une probabilité? Embarquez, vous en savez bien assez!

Pourquoi les rivières dessinent-elles des méandres? D'où viennent les lignes lumineuses au fond des piscines? Combien de temps faut-il pour façonner un galet? À quoi tient l'efficacité d'un peloton cycliste? Pourquoi la mer mousse-t-elle?Nous vivons au rythme de spectacles éphémères. Certains sont brefs, comme les rides à la surface de l'eau, le vacillement d'une flamme ou ces points lumineux qui scintillent sur l'océan. D'autres sont plus longs, comme le bourgeonnement d'un cumulus avant l'orage, le patient polissage d'un galet ou le dessin changeant des méandres d'une rivière. D'autres encore se déroulent sur des temps qui échappent à nos sens, à l'instar du soulèvement d'une montagne, de la formation d'une mer ou d'un désert.Tous ces phénomènes ont en commun une science subtile et merveilleuse:la physique des fluides, qui sculpte et anime la matière. En une trentaine de sujets magnifiquement illustrés, les auteurs révèlent les fils invisibles qui régissent ce ballet ininterrompu. Chemin faisant, ils montrent aussi que la beauté du monde doit beaucoup à son impermanence. Lire la suite Fermer

Pas une année sans que les prédictions des physiciens ne soient vérifiées, de l'existence du boson de Higgs à celle des ondes gravitationnelles. Mais cette victoire cache pourtant une surprenante vérité:nous ne savons rien (ou presque)!Des exemples? La composition de 95% de l'Univers reste une énigme, tout comme ce qu'il s'est vraiment passé durant le Big Bang. Et pourquoi est-il impossible d'aller plus vite que la lumière? Quelle est l'origine des rayons cosmiques qui bombardent la Terre en permanence? Mystère!Non content d'exposer avec la plus grande clarté le peu que nous savons déjà sur l'infiniment petit et l'infiniment grand, cet ouvrage fait le point sur les grands défis lancés à la science. Il reste tant à découvrir... et c'est heureux!