La chaire s'intéresse à tous les aspects de la formation des structures dans l'Univers, à partir de l'instant initial du Big Bang, où l'Univers était très homogène. Au XXIe siècle, la cosmologie est devenue une science de précision, où le taux d'expansion de l'Univers, et son accélération sont connus, sa courbure nulle et son contenu en matière et énergie ont été mesurés avec précision. Pourtant, il n'y a que 5 % de matière ordinaire, et 95 % de secteur noir, dont 25 % de matière noire et 70 % d'énergie sombre. De nombreux modèles alternatifs viennent défier le modèle standard de matière noire froide, qui rencontre beaucoup de problèmes pour expliquer les galaxies.
L'existence des galaxies n'a été établie qu'en 1926. Auparavant, les astronomes ne disposaient pas de bons indicateurs de distance, et confondaient les nuages de la Voie lactée, et les galaxies extérieures à la nôtre, tous appelés « nébuleuses ». L'expansion de l'Univers, et la loi de Hubble-Lemaître, n'a été établie que dans les années 1930. Aujourd'hui, l'Univers jusqu'aux limites de notre horizon observable a été exploré, il contient au moins deux mille milliards de galaxies. Les télescopes dans l'espace (Hubble, James-Webb, Euclid), ou au sol (VLT, ELT, ALMA, SKA) nous permettent de préciser de plus en plus la physique des galaxies, et d'établir la théorie de leur formation, de même que l'histoire cosmique de la formation d'étoiles.
Les galaxies évoluent en symbiose avec leur trou noir supermassif, qui existe au centre de chaque bulbe de galaxie. Ce trou noir est alimenté par le gaz et les étoiles de la galaxie qui orbitent près du centre. Depuis quelques années, la détection des ondes gravitationnelles nous renseignent sur le taux de fusion des trous noirs, et des observations interférométriques à très haute résolution angulaire ont pu faire l'image de l'ombre de trous noirs supermassifs.
Biographie
Astrophysicienne à l'Observatoire de Paris, membre de l'Académie des sciences, Françoise Combes a été directrice adjointe du Laboratoire de physique de l'École normale supérieure (ENS) de 1985 à 1989. Elle a été présidente de la Société française d'astronomie et d'astrophysique (2002-2004) et a dirigé le Programme national galaxies du CNRS (2001-2008). Elle est éditrice de la revue européenne Astronomy & Astrophysics, depuis 2003. Ses activités de recherche sont consacrées à la formation et à l'évolution des galaxies, dans un contexte cosmologique. Par ses simulations numériques, elle a été la première à découvrir le mécanisme permettant de former des bulbes dans les galaxies spirales, par des résonances verticales des barres stellaires. Elle a également été pionnière dans les absorptions moléculaires devant des quasars éloignés, conduisant à des contraintes sur la variation des constantes fondamentales. Elle a reçu la médaille d'or 2020 du CNRS ainsi que le prix international Pour les Femmes et la Science L'Oréal-UNESCO 2021.
Personne ne sait vraiment ce que sont le temps, l'espace, la matière, le hasard ou les lois de la nature. Ils ne se laissent enfermer dans aucune définition. Nous en avons que des intuitions fragmentaires. Et, quand on les talonne de trop près, ils mènent droit au mystère…
Un œil sur l'Univers pour voir par delà l'horizon des événements !
Alessandro Morbidelli, planétologue à l'Observatoire de la Côte d'Azur, est membre associé de l'Académie des sciences et de l'Académie royale de Belgique. Il a dirigé le Programme national de planétologie (PNP) du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) de 2010 à 2018 et préside le groupe thématique Système solaire du Centre national d'études spatiales (CNES) depuis 2019. Depuis 2021, il est également rédacteur en chef de la revue internationale Icarus, dédiée à la planétologie et fondée par Carl Sagan. En tant qu'expert de la théorie des systèmes dynamiques conservatifs, il consacre ses recherches désormais à la formation et à l'évolution des systèmes planétaires, avec un intérêt particulier pour l'histoire du système solaire. Grâce à des simulations numériques, il a démontré que la structure actuelle du système solaire est le résultat d'une phase d'instabilité dynamique de ses planètes géantes, qui s'est produite au cours des premiers 100 millions d'années de notre système. En 2020, il a obtenu un financement du Conseil européen de la recherche (European Research Council/ERC) pour développer un modèle cohérent de la formation de la Terre, en accord avec les contraintes astronomiques et cosmochimiques. Il a reçu de nombreuses distinctions, dont le prix Urey de la division des sciences planétaires de l'Association astronomique américaine en 2000, le grand prix Mergier-Bourdeix de l'Académie des sciences en 2009 et la médaille d'argent du CNRS en 2019.
En 2023 il est élu professeur du Collège de France à la chaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètes.
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