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COSMOLOGIE

La cosmologie se range parmi les plus anciennes disciplines intellectuelles de l'humanité. Bien qu'elle se consacre à l'étude de l'Univers, du cosmos englobant la totalité de ce qui nous est accessible dans la nature, elle possède une spécificité qui la distingue des autres sciences naturelles : elle ne s'intéresse aux différentes parties qui composent l'Univers que dans la mesure où elles sont en relation ; et c'est l'ensemble de ces relations, pour autant que l'on puisse les appréhender, qui recouvre le mieux le concept d'Univers.

La cosmologie ne s'intéresse donc pas aux objets en particulier – planètes, étoiles, galaxies... – mais plutôt au cadre dans lequel ils évoluent, aux lois communes auxquelles ils obéissent. Signalons que le terme de cosmologie s'est généralisé et englobe ce qui autrefois apparaissait sous les dénominations distinctes de cosmographie et de cosmogonie. Nous ne traiterons ici que de la cosmologie scientifique, dont l'existence repose sur quelques principes plus ou moins implicites.

La cosmologie et ses principes

Les principes

Structure de l'Univers - crédits : Encyclopædia Universalis France

Structure de l'Univers

Le premier principe énonce qu'il y a un sens à envisager une cosmologie scientifique, à parler d'un Univers qui ne se réduit pas à la simple accumulation des objets existants, et que cet Univers est intelligible. Sans quoi cette discipline n'aurait pas de raison d'être ! Ainsi, l'Univers dans son ensemble est muni d'une structure, ou il est même cette structure. Les structures géométrique, chronométrique, causale font de lui un objet possible d'étude, muni de lois. Et ces lois, que la cosmologie tente précisément de mettre en évidence, gouvernent aussi les relations entre les éléments de cet Univers, leurs interactions avec le cosmos.

Dans un sens, les propriétés du cosmos influencent celles de la matière : par exemple, les galaxies, plongées dans la structure de l'Univers, subissent son évolution. De ce fait, elles révèlent cette structure et cette évolution : les observations doivent permettre de discerner, dans leurs propriétés, celles qui – comme l'expansion – ne leur sont pas propres, mais cosmiques. Dans l'autre sens, la géométrie et la dynamique du cosmos sont influencées (sinon totalement déterminées) par son contenu. Pour cette double raison, il n'y aura pas de cosmologie possible sans étude des propriétés des galaxies, sans astronomie et sans astrophysique, ce qui lui donne le statut de science observationnelle.

Dès lors, il est clair que, pour comprendre l'Univers, nous devons comprendre ce qui se passe dans les astres les plus éloignés, en connaître la physique pour interpréter les résultats d'observations. Ce qui exige de postuler que les lois physiques sont partout les mêmes ; que les lois de la gravitation, de l'électromagnétisme, de la physique quantique, etc., sont identiques en tout point de l'Univers (et éventuellement à tout instant, encore que cela mérite davantage discussion).

En fait, il est relativement naturel d'aller plus loin et d'énoncer que l'Univers présente le même aspect en chacun de ses points, c'est-à-dire qu'il est homogène. Cette homogénéité s'énonce sous la forme du principe cosmologique. Ce principe ne repose pas sur les observations, si fragmentaires par rapport à la démesure du cosmos qu'elles ne sauraient permettre d'établir sa validité. Il constitue bien un présupposé à toute étude physique de l'Univers. Sa raison d'être tient à son caractère, indispensable à toute cosmologie scientifique, et peut-être à une certaine réaction par rapport à l'ancienne vision géocentrique ou héliocentrique : il est désormais évident qu'aucun lieu n'est privilégié dans le cosmos !

La pérennité des lois physiques est beaucoup plus problématique.[...]

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Écrit par

  • : ancien élève de l'École nationale supérieure de la rue d'Ulm, docteur en physique, directeur de recherche émérite au CNRS

Classification

Pour citer cet article

Marc LACHIÈZE-REY. COSMOLOGIE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Médias

Structure de l'Univers - crédits : Encyclopædia Universalis France

Structure de l'Univers

Edwin Powell Hubble - crédits : The Observatories of the Carnegie Institution of Washington

Edwin Powell Hubble

Évolution de l'Univers pour les trois courbures de l'espace-temps possibles - crédits : Encyclopædia Universalis France

Évolution de l'Univers pour les trois courbures de l'espace-temps possibles

Autres références

  • UNIVERS

    • Écrit par et
    • 6 652 mots
    • 18 médias

    Il peut paraître illusoire, inutile ou présomptueux d'oser consacrer quelques lignes à l'Univers dans son ensemble. Nous sommes écrasés par son immensité et sa diversité. Néanmoins, l'intelligence de l'homme l'a conduit à inventer un très grand nombre de techniques qui lui permettent d'appréhender...

  • PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

    • Écrit par et
    • 8 172 mots
    • 12 médias
    ...implique la connaissance de la physique à des énergies de plus en plus élevées (100 MeV à 10—15 m, 100 GeV à 10—18 m). Cela nous permet aussi de comprendre les premières fractions de seconde suivant la naissance de l'Univers. Si nous vivons dans un Univers en expansion, la densité et la température...
  • ÂGE DE LA TERRE

    • Écrit par
    • 5 143 mots
    • 5 médias

    Que la Terre et même l’Univers aient un âge est de nos jours une évidence. Le fait que ces âges se comptent par milliards d’années est lui-même couramment connu : 4,55 pour la Terre et sans doute environ trois fois plus pour l’Univers, comme l’ont respectivement établi les géochimistes au milieu du...

  • ANTHROPIQUE PRINCIPE

    • Écrit par
    • 1 299 mots

    L' anthropocentrisme a connu un tournant décisif à l'époque de la Renaissance. Jusqu'à Copernic (1473-1543), les « systèmes du monde » étaient explicitement centrés sur la Terre. Qu'elle fût considérée comme « centrale » ou comme « inférieure », la position occupée par l'homme possédait un caractère...

  • ANTIMATIÈRE

    • Écrit par et
    • 6 931 mots
    • 4 médias
    ...exister. Le problème est de savoir s'il y a réellement de l'antimatière en abondance dans l'Univers. Les interrogations à ce sujet viennent en fait de la cosmologie, qui est la science qui spécule sur la naissance et l'évolution du monde. Les modèles de cosmologie ont en commun une explosion initiale, le...
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