Mise à jour 31 Janv 2026.

CONFÉRENCE MENSUELLE

De Jean Philippe UZAN

Astrophysicien IAP

« LE MODÈLE COSMOLOGIQUE STANDARD ENTRE SUCCÈS ET TENSIONS»

Et remise du Prix Janssen

Organisée par la SAF

En présence du public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF

Le Mercredi 14 Janvier 2026 à 19H00

Photos : BZ pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

La présentation est disponible sur ma liaison ftp ,

Rentrer le mot de passe, puis aller à CONFÉRENCES SAF ensuite SAISON 2025/2026 ;

Elle s’appelle : SAF Uzan 14janv2026.pdf

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent aussi me contacter avant..

La vidéo de la réunion est accessible à cet URL :

https://youtu.be/KVhqgiLCjvE?list=PL78ug7UrzPF1w8Tv32bQsZtE1Q5Tz7nBP

Tous les autres enregistrements des conférences mensuelles sont accessibles sur la playlist des conférences mensuelles d’Astronomie de notre chaine YouTube SAF.

Nous étions approx 130 dans la salle et 137 à distance sur YouTube.

Remise du Prix Janssen de la SAF par Roland Lehoucq, président de la SAF (à droite sur l’image) à Jean Philippe Uzan.

On rappelle que de nombreuses personnalités ont obtenu ce Prix.

Notamment Albert Einstein en 1923, B Lyot en 1932, G Lemaitre en 1936, Audouin Dollfus en 1993, Hubert Reeves en 2019 etc.

On peut consulter la liste des personnes ayant obtenu ce prix sur cette page.

Le but ce soir est de faire le point pour voir où on en est avec la cosmologie.

La cosmologie, partie de l’astrophysique pose des questions fondamentales :

·         Où allons-nous ?

·         Où sommes-nous ?

·         Qui sommes nous

·         D’où venons-nous ?

Le modèle cosmologique actuel repose sur deux évènements :

·         En 1915 Albert Einstein introduit la relativité

·         En 1924 E Hubble nous donne la preuve de l’existence d’autres galaxies et de leur expansion

En 100 ans un modèle cosmologique relativiste a été construit et perfectionné.

Ce modèle a de nombreux succès :

·         Preuve de l’expansion de l’Univers

·         Origine des éléments

·         Formation des étoiles

·         Formation des grandes structures

Mais il soulève aussi de nombreuses questions :

·         Une matière s’introduit

·         La constante cosmologique

·         Tension sur la constante de Hubble

·         Problème du Lithium

·         Etc…

On s’est aperçu que résoudre les équations d’Einstein était extrêmement difficile, il fallait trouver en fait une simplification qui puisse donner la meilleure approximation possible.

Au lieu de déterminer la géométrie de l’Univers, on cherche un modèle, une géométrie qui est la meilleure approximation possible.

Ce modèle va nécessiter différentes hypothèses, et d’après notre conférencier, il y a 5 hypothèses de base :

·         La Gravitation est décrite par la Relativité Générale (RG)

·         Le modèle standard de la physique des particules décrit la matière, mais la matière noire n’entre pas dans ce modèle

·         L’Univers obéit au principe copernicien : il est homogène et isotrope

·         L’Univers est-il fini ou infini, on va supposer qu’il ne se replie pas sur lui-même

·         La matière se comporte comme un fluide à grande échelle

À partir de ces hypothèses on est capable de décrire l’histoire de notre Univers.

Et ceci s’est fait en 4 grandes étapes de développement :

·         Cosmologie relativiste, l’espace se dilue au cours du temps.

·         Le Big Bang chaud, en effet si dilation, on peut remonter le film jusqu’au point zéro, densité et température énormes.

·         Les observations montrent que les galaxies se regroupent en amas puis en filaments donnant naissance aux grandes structures

·         En essayant de combiner RG et MQ on va se poser des questions sur l’Univers primordial

Aujourd’hui grâce à la précision d es nouveaux télescopes et des nouveaux instruments, on a réussi à affiner la précision de tous les paramètres de ce modèle.

Cela nous a permis de définir le modèle standard de la cosmologie :

·         Défini par 6 à 10 paramètres

·         C’est un cadre pour l’interprétation des observations

Mais une question se pose, peut-on tester la robustesse de ces hypothèses, et c’est ce domaine qui a guidé les travaux de JP Uzan pendant 25 ans.

On s’aperçoit que notre modèle a trois limites :

Structurelles :

Qu’est-ce que le BB ? Est-ce une singularité initiale ? Qu’est ce qu’il y a de « l’autre côté ? », fini ou infini ? Les paramètres décrivant l’Univers semblent très (trop ?) finement ajustés, si l’un bouge d’un cheveu, tout s’écroule

                   Des désaccords avec les observations :

Pb avec la constante de Hubble, problème du Lithium primordial, les premières galaxies, l’expansion de l’Univers est-elle isotrope ?

                   Des désaccords avec d’autres théories :

Qu’est ce qu’est la matière noire, l’énergie sombre, l’inflaton ? équilibre matière/antimatière.

Maintenant notre conférencier va nous donner quelques exemples de ces limitations en insistant surtout sur ce que l’on ne sait pas.

LIMITES STRUCTURELLES.

Deux questions essentielles :

·         Qui avait-il avant le Big Bang ? Question défendue ?

La RG nous donne le taux d’expansion de l’Univers en fonction du temps, et il existe plusieurs possibilités : expansion infinie, l’expansion qui se retourne sur elle-même : le Big Crunch, Univers stationnaire, rebondissement de l’Univers….

Toutes ces solutions mathématiques semblent décrire notre Univers, mais laquelle est la bonne ?

C’est G Lemaitre qui nous dit que plus on s’approche du BB plus la densité augmente et la théorie n’est plus valable.

Avec le développement de nouvelles théories non classiques comme la gravitation quantique, d’autres modèles apparaissent.

Dans tous les cas aucun de ces modèles n’est confirmé.

Même pour rajouter au nombre de modèles, JP Uzan et son collègue S Mukhoyama ont concocté un autre modèle plus personnel.

·         L’Univers est-il fini ou infini ?

Il est relié au paradoxe du bord, en effet si fini, il y a un bord, mais qu’y a-t-il de l’autre côté ?

Mais les mathématiciens nous ont prouvé (C’est la science de la topologie) que l’on pouvait construire des espaces finis SANS bord !

On obtient un tore dans un espace à deux dimensions, et on pourrait le faire dans un espace à 3 dimensions.

Dans ce cas théoriquement, on pourrait voir la même galaxie plusieurs fois dans le ciel (voir dodécaèdre de Poincaré de JP Luminet)

L’Univers aurait il la forme d’un ballon de football ?

Ensuite on s’est rendu compte que si on étudiait le fond diffus cosmologique (CMB), émis 380.000 ans après le BB, on pouvait trouver des cercles communs qui prouveraient cette vue de l’Univers en dodécaèdre. Ce fut publié dans Nature.

Mais à partir du moment où l’on obtenait des mesures plus précises du CMB (garce à Planck) on s’aperçu que ce modèle d’Univers ballon de football n’était plus tellement valable.

Une remarque, comme l’Univers a un âge (13,8 Ga) et que la vitesse de la lumière est finie, les objets très lointains ne sont pas encore parvenus à notre œil, ce que l’on voit est l’Univers « observable », le reste nous est inconnu.

DÉSACCORDS AVEC LES OBSERVATIONS.

·         Tension sur la constante de Hubble.

Sur ce graphique on a représenté en horizontal les dates des mesures et en ordonnées leur valeur avec leurs barres d’erreur.

La première mesure date de 1929 par Hubble avec une valeur complètement hors sujet. Au fur et à mesure des nouvelles méthodes de mesure sont utilisées, les valeurs s’affinent jusqu’à devenir très précises depuis la fin du siècle dernier.

Si précises, que l’on obtient suivant les méthodes DEUX valeurs incompatibles.

Pourquoi ?

Est-ce une nouvelle physique ? Faut-il un autre modèle ?

Les modèles actuels ont tous un petit quelque chose qui ne va pas parfaitement.

JP Uzan avec un de ses anciens étudiants, Cyril Pitrou, ont élaboré leur propre modèle qui semble marcher parfaitement.

On suppose que la gravité n’agit pas tout à fait de la même façon sur la matière ordinaire et sur la matière noire.

On a remarqué qu’il suffirait que la gravité sur la matière noire soit 10% plus faible pour que la tension de Hubble disparaisse.

Maintenant il va falloir le prouver en trouvant des signatures spécifiques à ce modèle. Pour l’instant on ne l’a pas.

·         L’autre problème, c’est la nucléosynthèse primordiale, autrement dit l’élaboration des éléments légers.

On est capable de déterminer l’abondance de ces éléments.

Mais ça ne marche pas pour le Lithium. Pourquoi ? Est-ce que l’on mesure bien le Lithium primordial ?

·         La formation des galaxies et le JWST.

On s’attendait à ce que les premières galaxies soient petites, peu brillantes, massives, peu d’éléments lourds.

Mais les observations de JWST de l’Univers primordial montrent presque le contraire. Elles sont trop massives et possèdent beaucoup d’éléments lourds. Pourquoi ?

·         Limites de compatibilité avec d’autres théories.

On se rappelle que la RG décrit la gravitation aux échelles macroscopiques et que la MQ (Mécanique Quantique) s’applique au niveau des particules.

On a longtemps essayé d’associer les deux avec une gravitation quantique mais sans succès expérimental. Idem pour la théorie des cordes.

On a donc un certain nombre de problèmes en suspens comme :

·         La matière noire : quelle particule la compose ? Preuve de son existence.

·         L’énergie sombre : quelle particule la compose ? Cause de l’accélération de l’Univers ?

·         La matière elle-même : pourquoi plus de matière que d’antimatière ? Où est cette antimatière ?

LE MODÈLE ACTUEL.

Il repose sur 5 hypothèses fondamentales :

·         La gravitation est décrite par la RG

·         La matière obéit au modèle standard des particules.

·         L’Univers est isotrope et homogène

·         L’espace ne se replie pas sur lui-même.

·         La matière est décrite comme un fluide.

Maintenant on va tester différentes autres hypothèses liées à ces différents facteurs.

·         Tester la gravitation aux échelles cosmologiques.

Si la gravitation a été parfaitement testée dans le système solaire, que sait-on de sa validité dans l’Univers primordial ?

On essaie d’effectuer ce test à l’aide de mesures de lentilles gravitationnelles grâce au nouveau télescope Euclid.

C’est à ce moment que JPU rend hommage au principal scientifique de cette mission, notre ami Yannick Mellier récemment décédé.

·         Tester le principe Copernicien ?

Comment savoir si l’Univers vu d’ailleurs est semblable à l’Univers vu d’ici ?

Comment savoir si on n’occupe pas une position privilégiée ?

En effet on ne peut pas observer notre Univers d’un autre endroit. JPU a la réponse : il faut regarder l’Univers vieillir !

On peut grâce aux nouveaux télescopes regarder l’Univers à d’autres endroits dans le TEMPS.

·         Tester que l’Univers se comporte comme un fluide.

DOIT-ON SE FAIRE DU SOUCI ?

Avec toutes ces incertitudes actuelles, doit-on vraiment se faire du souci nous dit JP Uzan.

Pas forcément, car tout bon modèle est confronté à ses limites, c’est une image simplifiée d’une théorie plus complète.

C’est un outil de travail.

EN CONCLUSION.

Soyons optimistes !

C’est cela la démarche scientifique !

POUR ALLER PLUS LOIN :

Notre monde est-il fini ou infini ?

Une anomalie cosmique suggère qu'il faut revoir la forme de notre Univers !

Le cadre : le modèle cosmologique décrivant l'Univers

Modèle cosmologique - Définition

Cosmological lithium problem

Les conférences :

Relativité et Cosmologie : CR de la conf SAF de JP Uzan du 10 Mai 2017

Harmonie dans l’Univers : CR de la conf IAP de JP Uzan du 7 Janvier 2014

Les modèles cosmologiques : CR de la conférence de JP Uzan à l'IAP le 9 Sept. 2008

Euclid, et énergie sombre : CR de la conf SAF (Cosmologie) de Y Mellier du 19 Janv 2013

Les lentilles gravitationnelles cosmologiques par Y Mellier IAP-LERMA le 19 Novembre 2005 SAF/commission cosmologie

La mission Euclid (mat noire, énergie sombre) : CR conf IAP de Y Mellier du 7 Avril 2015

Bon ciel à tous

Prochaine conférence SAF. : le mercredi 11 Février 2026 (CNAM) 19 H     avec G Hebrard IAP OHP sur

« EXTRAORDINAIRES PLANÈTES EXTRASOLAIRES.! »

Réservation comme d’habitude à partir du 15 Janvier 9h00 ou à la SAF directement.

La suivante : 11 Mars 19h « APRÈS L’ELT, QUEL AVENIR POUR LA COMMUNAUTÉ ASTRONOMIQUE EUROPÉENNE ESO ? » avec Roland BACON CRAL Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF : https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/feautured

Les dernières conférences SAF 

Bon ciel à tous !

Jean Pierre Martin 

www.planetastronomy.com

Abonnez-vous aux astronews du site en envoyant votre e-mail.