Leçon 12

La leçon précédente présentait brièvement l’un des problèmes de la théorie classique de la gravitation, celui d’une distribution de masse à symétrie sphérique, modèle idéalisé d’une étoile. Le second problème que l’on rencontre en gravitation classique est celui de la cosmologie, la « science de l’univers ». Tous les autres problèmes de la théorie de la gravitation seront abordés en premier lieu par la théorie quantique. Les conséquences classiques sur les objets macroscopiques sont obtenus en prenant la limite classique de nos résultats quantiques.
Il est très difficile de définir précisément la cosmologie. En général, elle concerne tout ce qu’il est possible de connaître sur ce qui se passe à très grande échelle, à une échelle si gigantesque que même les galaxies sont considérées comme infinitésimales. La question des origines de la matière visible est aussi de son ressort, et elle avance des hypothèses du type « au commencement, tout n’était qu’hydrogène ».
Un des aspects de la cosmologie concerne la cartographie de la matière ; il est essentiel de savoir où se trouve la matière et ce qu’elle fait là. Le nombre de galaxies d’un côté ou de l’autre et la direction de leur mouvement sont autant d’observations clés. On pense que la gravitation gouverne à elle seule le mouvement des galaxies. Ainsi, dès lors qu’on connaît, pour les avoir mesurées, les distributions de matière et de vitesse, la prédiction de ce qui devrait arriver ensuite n’est plus qu’un problème physique simple…