Cosmologie et formation des structures à grande échelle - Département de Physique de l'Ecole Normale supérieure

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Cosmologie et formation des structures à grande échelle

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Enseignant : Benoît Semelin
Chargé de TD : Yashar Akram, Andrei Lazanu
ECTS : 3
Langue d’enseignement : English
Mots clés : cosmologie, formations des galaxies, universe jeune, théorie
Contrôle : écrit

Description

Dans les 25 dernières années un certain nombre d’observation au sol et dans l’espace (Fond diffus cosmologique, supernovas lointaines, oscillations acoustiques baryoniques, lentillage gravitationnel) ont permis à la cosmologie de passer du stade de théorie prometteuse à de modèle largement testé dans lequel les paramètres principaux sont établis avec une précision de quelques pourcents. Bien que des trous béants demeure dans nos connaissance, tes que la nature de la matière noire et de l’énergie noire, le model standard ΛCDM est actuellement celui qui permet de concilier dans un même cadre le plus grand nombre d’observations.

Dans le cadre de cet enseignement nous présenterons d’abord la solution Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) des équations de la relativité générale dans le cadre d’une approche simple, et nous en déduirons les propriétés principales de l’expansion de l’univers. Nous étudierons ensuite la physique de la matière et du rayonnement dans un tel cadre en nous concentrant sur les conséquences observationnelles mesurables.

Plan préliminaire :

Expansion de l’univers dans la métrique de FLRW.
Physique classique de la matière et du rayonnement dans un univers en expansion.
Le Fond Diffus Cosmologique
Les supernovas distantes comme test de l’expansion
Formation des galaxies I : la croissance des inhomogénéités
Formation des galaxies II : le modèle « spherical top-hat »
Formation des galaxies III : la distribution des galaxies
Oscillations acoustiques baryoniques
L’époque de la réionisation
Questions ouvertes : l’inflation, nature de la matière et de l’énergie noires, etc…

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