Cosmologie

La cosmologie est la science qui étudie l'univers dans son ensemble : son origine, sa structure à grande échelle, son évolution et son éventuelle destinée. Elle cherche à comprendre les lois physiques qui gouvernent l'espace-temps, la matière et l'énergie à l'échelle cosmique et à décrire l'histoire globale de l'univers.

Les fondements théoriques modernes reposent sur la relativité générale et le principe cosmologique, qui suppose une homogénéité et une isotropie à grande échelle. Le cadre le plus accepté est le modèle cosmologique standard, ou ΛCDM, qui décrit un univers en expansion composé de matière baryonique, de matière sombre et d'énergie sombre, avec une géométrie proche d'un espace-temps plat.

Les cosmologues obtiennent des informations à partir d'observations et d'expériences variées : mesures de l'expansion de l'univers via le redshift des galaxies et des supernovae, étude du fond diffus cosmologique, carte des grandes structures, lentilles gravitationnelles et abondance des éléments légers par nucléosynthèse primordiale. Ces données permettent de tester les modèles et de contraindre leurs paramètres.

Parmi les idées clés figurent l'inflation précoce, qui explique l'uniformité du fond et la distribution des fluctuations, et l'histoire de l'expansion, qui montre une phase d'accélération attribuée à l'énergie sombre. Malgré les succès du ΛCDM, des questions fondamentales demeurent, notamment la nature de la matière sombre et de l'énergie sombre, et des tensions mesurées entre différentes méthodes de mesure de Hubble.

La cosmologie est une discipline interdisciplinaire reliant la physique fondamentale et l'astronomie observationnelle, et son savoir évolue avec les nouvelles données et les progrès théoriques qui tentent d'affiner le récit de l'univers.