Sciences & Techniques

  • Pionnière du domaine, Françoise Combes est spécialiste de la dynamique des galaxies : mêlant observation et simulation numérique, elle cherche à comprendre la relation entre la forme des galaxies et leur histoire, et à décoder les différentes étapes de leur croissance. La physique des trous noirs est pour cela indispensable : les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies y jouent un rôle majeur.

    Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Avec quelles conséquences sur la formation des étoiles au sein de la galaxie correspondante ? Que peut nous apprendre l'observation des quasars, ces galaxies dont le trou noir supermassif central est extrêmement actif, et qui émet une lumière mille fois plus forte que toutes les étoiles de la galaxie réunies ?

    Les objets célestes les plus impressionnants de l'Univers sont ici décryptés par une pionnière de l'étude du cosmos.

  • La cryptologie, cet art de coder un message de telle sorte qu'il puisse tomber sans inconvénient entre les mains de l'ennemi, est aussi ancienne que l'écriture, le commerce ou la diplomatie. Elle se complexifie au fur et à mesure des progrès techniques. Au XXe siècle, après les travaux d'Alan Turing – de l'invention de la machine qui porte son nom à la cryptanalyse de l'Enigma –, après ceux de Claude Shannon sur la théorie de l'information et après la découverte de la cryptologie à clé publique, elle devient une branche à part entière d'une science informatique en devenir.

    Aujourd'hui, avec l'avènement d'Internet, les milliards de messages chiffrés qui s'y échangent quotidiennement et l'explosion des cryptomonnaies et de la blockchain, elle a pris une importance considérable. Aucune des méthodes de chiffrement utilisées en pratique n'est mathématiquement inviolable : la seule limite est celle de la puissance de calcul des ordinateurs. Cette puissance ne cessant de croître, les cryptographes (qui élaborent les codes) et les cryptanalystes (qui cherchent à les briser) sont engagés dans une compétition permanente, sorte de course sans fin, effrénée mais pacifique.

    C'est cette histoire que nous conte ici Jacques Stern, qui en est un des acteurs incontournables.

  • Qu'est-ce que le savoir mathématique ? À quoi sert une théorie mathématique ? Et qu'est-ce que faire des mathématiques ? La nature et l'objet des mathématiques restent mystérieux, et celles-ci apparaissent souvent comme très abstraites.

    Les mathématiques ont pourtant une notion bien définie du vrai : est vrai ce qui est démontré. Pour les besoins de la démonstration, précisément, les mathématiques usent d'outils. Le langage, d'abord, joue un rôle fondamental dans l'élaboration de la définition, l'hypothèse, la démonstration et le théorème. Les mathématiques entretiennent également un lien étroit avec la logique, à tel point que l'on peut se demander s'il faut les distinguer. De façon diamétralement opposée, on peut s'interroger sur la place de la géométrie dans la recherche moderne en mathématiques.

    Dans cet essai court, Claire Voisin raconte, de l'intérieur, comment se font les mathématiques, et nous montre que l'abstraction n'est pas complexification mais qu'elle naît au contraire du souci constant de simplification et d'économie de pensée qui caractérise les mathématiques.

  • En novembre 1915, Einstein finalise sa très révolutionnaire Théorie de la Relativité générale qui postule que l'espace est une structure élastique, déformée par la présence en son sein de masse ou d'énergie. Deux masses en mouvement l'une par rapport à l'autre vont engendrer une onde de déformation de l'espace, appelée " gravitationnelle ".

    Une telle onde, arrivant sur Terre, cause une fluctuation de la distance entre les objets. Bien que l'effet soit très difficile à observer, des détecteurs ont pu être construits, dont les dimensions s'étendent sur plusieurs kilomètres. Le 14 septembre 2015, une onde gravitationnelle a enfin été observée. La comparaison entre cette observation et les prédictions tirées de la théorie d'Einstein a montré que cette première onde avait été émise par la coalescence de deux trous noirs, situés à 1 milliard d'années-lumière. Outre la considérable prouesse technique, fruit d'une collaboration internationale d'une rare ampleur, c'est une nouvelle fenêtre d'observation de l'Univers qui s'ouvre.

  • On connaissait, chez l'ensemble des vertébrés, l'" immunité adaptative " : les lymphocytes présents dans le sang qui ont déjà été en contact avec un agent pathogène apprennent à s'en défendre. C'est sur ce principe que sont bâtis les vaccins. Mais ce n'est que très récemment que les biologistes travaillant sur les insectes ont mis au jour l'" immunité innée ". Jules Hoffmann et son équipe sont ainsi parvenus à mettre en évidence l'existence de cellules responsables d'une réponse immunitaire rapide, ne nécessitant aucun " apprentissage " préalable. Il s'agit là de la découverte d'un véritable " chaînon manquant " dans l'explication des mécanismes immunitaires, dont les conséquences pourraient à terme être considérables en médecine.

    C'est l'histoire de cette avancée majeure qui est ici contée.

  • En 1637, Descartes révolutionne la manière que l'on a de faire de la géométrie : en associant à chaque point de l'espace trois coordonnées, il pose les bases de la géométrie algébrique. Cette géométrie est dite " commutative " : le produit de deux quantités ne dépend pas de l'ordre des termes, et A × B = B × A. Cette propriété est fondamentale, l'ensemble de l'édifice mathématique en dépend.

    Mais au début du XXe siècle, la découverte du monde quantique vient tout bouleverser. L'espace géométrique des états d'un système microscopique, un atome par exemple, s'enrichit de nouvelles propriétés, qui ne commutent plus. Il faut donc adapter l'ensemble des outils mathématiques. Cette nouvelle géométrie, dite " non commutative ", devenue essentielle à la recherche en physique, a été développée par Alain Connes.

    En un texte court, vif et fascinant, ce grand mathématicien nous introduit à la poésie de sa discipline.

  • Comment, à partir d'une minuscule cellule unique, est-il possible d'obtenir un organisme aussi complexe que celui d'un être vivant ? Quel phénomène fascinant mène-t-il de l'embryon à l'Homme ? Ces interrogations ont accompagné Nicole Le Douarin tout au long de son parcours scientifi que. Cette grande biologiste française s'est notamment distinguée par ses travaux sur les chimères, ces êtres " hybrides " qu'elle a ellemême conçus en associant
    in ovo des cellules de deux espèces d'oiseaux, la caille et le poulet. Ces manipulations ont permis des avancées remarquables dans la compréhension du développement et de la différenciation des cellules. Dans cet ouvrage, elle revient sur son parcours, ses travaux, sa passion, et nous introduit de manière claire à la biologie du développement, et plus généralement, aux secrets de la vie.


  • Tout le monde l'utilise, tout le monde en parle, ses progrès font la une : mais qui sait vraiment ce qu'est l'informatique ?

    Il s'agit d'une façon radicalement différente de penser, qui permet d'associer de l'information, de toute taille et de toute nature, à un ou plusieurs algorithmes, c'est-à-dire à des opérations mathématiques : une méthode systématique pour transformer un besoin en une suite d'opérations élémentaires. Elle se décompose en quatre éléments : les données, les algorithmes, les programmes, soit la traduction des précédents dans un langage compréhensible par l'ordinateur, et enfin le matériel lui-même, dont les progrès constants sont exponentiels.

    Une présentation claire des grandes étapes et des perspectives de cette invention qui change la face du monde.

empty