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Le microcosme

Le microcosme peut être divisé en trois domaines : le domaine des particules élémentaires subnucléaires, le domaine nucléaire et le domaine atomique.

Domaine subnucléaire

Un nombre grandissant de particules élémentaires subnucléaires est découvert par les physiciens, qui parviennent à révéler la nature la plus intime de la matière observable. Cette matière est gouvernée par quatre interactions fondamentales (tabl. 1) : l'interaction forte (nucléaire), l'interaction faible (qui se manifeste par exemple par la désintégration du neutron en proton, électron et antineutrino), l'interaction électromagnétique et l'interaction gravitationnelle. Les particules subnucléaires ne sont sensibles qu'à l'interaction forte et à l'interaction faible, et cela permet de distinguer les deux principales familles de particules élémentaires : les leptons et les hadrons (tabl. 2). Les leptons regroupent les électrons, les muons et les leptons lourds τ, ainsi que les neutrinos correspondants : neutrinos électroniques, muoniques et tauiques. Ces particules interviennent obligatoirement dans les interactions faibles. Les hadrons regroupent les mésons π, qui sont constitués de deux quarks (particules élémentaires de charge ± 1/3 ou ± 2/3), les nucléons formés de trois quarks (le neutron et le proton) et les particules « étranges » plus lourdes comme les λ, les κ et les ω. Les interactions fortes ou nucléaires ne font intervenir que les hadrons entre eux (avec éventuellement libération ou absorption de photons).

Interactions fondamentales

Tableau : Interactions fondamentales

Tableau

Quelques caractéristiques des quatre interactions fondamentales. Le quantum d'interaction qualifie la particule réelle ou théorique qui s'échange lors de l'interaction considérée; les mésons p et les photons sont couramment observés et ont donc une existence réelle. Les «bosons... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Marées galactiques

Photographie : Marées galactiques

Photographie

L'interaction gravitationnelle entre des galaxies proches se traduit par des forces de marée. Un corps soumis à ces forces a tendance à s'allonger en direction de la source et à se comprimer dans les directions perpendiculaires. En 2008, le télescope spatial Hubble a réalisé 59 images de... 

Crédits : The Hubble Heritage Team/ ESA/ NASA

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Domaine nucléaire

Les noyaux des atomes sont formés de nucléons (protons et neutrons) qui échangent entre eux des mésons π et, lorsque les noyaux se désexcitent, des photons dans le domaine gamma. Leur taille est de quelque 10—15 mètre et leur masse se compte en unités de 1,6 × 10—27 kilogramme. Leur masse volumique est très élevée : de 1016 à 1017 kilogrammes par mètre cube. On connaît environ 300 noyaux naturels stables regroupés en 92 éléments chimiques, allant de l'hydrogène à l'uranium, chaqu [...]

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Nébuleuse dans le Grand Nuage de Magellan

Nébuleuse dans le Grand Nuage de Magellan
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Edwin Powell Hubble

Edwin Powell Hubble
Crédits : The Observatories of the Carnegie Institution of Washington

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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite CNRS, Institut d'astrophysique de Paris
  • : astronome émérite à l'Observatoire de Paris

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Pour citer l’article

Jean AUDOUZE, James LEQUEUX, « UNIVERS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 04 décembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/univers/