Les galaxies, quasars et amas de galaxies

Les galaxies ne sont pas immuables, mais en perpétuelle évolution. Elles interagissent entre elles, et fusionnent. D'un très grand nombre au début de l'Univers, il ne reste plus aujourd'hui que dix fois moins de galaxies, plus massives, comme le résultat de ces fusions. Les scénarios d'évolution de l'Univers peuvent être reproduits par des simulations numériques, à une inconnue près : la matière noire, qui domine la masse de l'Univers. Selon sa nature, ordinaire ou exotique, froide ou chaude, l'évolution sera différente. Les quasars sont d'immenses trous noirs concentrés dans les noyaux de galaxies, qui émettent des quantités considérables d'énergie, en avalant la matière qui se risque à son voisinage. Comment se forment ces trous noirs gigantesques, de masse équivalente à un milliard de soleils ? Les observations montrent que ces trous noirs massifs pourraient exister dans pratiquement toutes les galaxies, même s'ils se reposent, après leur phase d'activité passée.

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L'univers étrange du froid : à la limite du zéro absolu

Au voisinage du zéro absolu de température, la matière se transforme, adoptant des comportements que notre intuition a de la peine à appréhender. Certains gaz liquéfiés deviennent superfluides, s'échappant du réservoir qui les contient comme s'ils défiaient la pesanteur. La supraconductivité apparaît dans les métaux et donne lieu à des courants électriques permanents, utilisés aujourd'hui pour la production de champs magnétiques intenses. L'explication de ces phénomènes étranges apporte un nouvel éclairage dans des domaines que l'on aurait crus très éloignés, comme la dynamique des étoiles à neutrons ou l'évolution de l'Univers après le Big Bang, contribuant ainsi à établir des concepts physiques fondamentaux. Pour atteindre des basses températures qui n'existent pas dans la Nature, les chercheurs ont mis au point des méthodes de réfrigération sophistiquées. Celles-ci ont ouvert un nouveau domaine de recherche, la Physique des très basses températures, particulièrement riche en phénomènes physiques nouveaux qui constituent la source d'applications technologiques de pointe. Au cours d'une promenade à la limite du zéro absolu de température nous explorerons ensemble le royaume du froid.

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