Résumé

Cette conférence porte sur la théorie des trous noirs, les cordes cosmiques et autres défauts topologiques, ainsi que sur la superfluidité à l’intérieur des étoiles à neutrons. Elle est organisée en l’honneur de Brandon Carter (LUTH) qui a 80 ans cette année (2022). Il s’agit de présenter les derniers développements dans les domaines mentionnés ci-dessus et de discuter des perspectives des recherches futures.
Justification scientifique

Brandon Carter est l’une des grandes figures de la relativité générale et plus
particulièrement de la théorie des trous noirs. Il a contribué à établir les
lois de la thermodynamique des trous noirs ainsi que le fameux théorème
d’unicité, ou d’"absence de chevelure" ("no-hair theorem"), qui stipule qu’en relativité générale,
un trou noir stationnaire est nécessairement un trou noir de Kerr. Brandon
Carter est également célèbre pour

• la *constante de Carter*, qui est une quantité conservée le long des géodésiques de la métrique de Kerr, en plus de l’énergie et du moment cinétique
• la *tétrade de Carter* : un champ de repères orthonormaux intimement lié à la structure de l’espace-temps de Kerr
• la *machine temporelle de Carter* : une région interne d’un trou noir de Kerr où il existe des courbes du genre temps fermées
• les *diagrammes de Carter-Penrose* qui décrivent l’espace-temps de manière conforme et compactifiée et sont systématiquement employés dans l’étude des trous noirs.

Brandon Carter a également développé la théorie de la superfluidité en
relativité générale, ainsi que la géométrie des cordes cosmiques et plus
généralement des membranes dans l’espace-temps. Il est aussi mondialement
connu en épistémologie pour avoir formulé le Principe anthropique.

Brandon Carter a effectué l’essentiel de sa carrière à l’Observatoire de Paris,
où il est arrivé en 1975, sur un poste de maître de recherche CNRS, dans le
Groupe d’Astrophysique Relativiste (GAR). Il a ensuite intégré le Département
d’Astrophysique Relativiste et de Cosmologie (DARC) de 1987 à 2001, puis le
Laboratoire Univers et Théorie (LUTH) à partir de 2002.

Les trous noirs et les défauts topologiques sont encore à la pointe de la recherche actuelle, aussi bien du point de vue observationnel (la première image d’un trou noir divulguée en 2019 par la collaboration Event Horizon Telescope !) que théorique (par exemple calcul des fluctuations du CMB induites par un réseau de cordes cosmiques supraconductrices et utilisation des trous noirs dans l’étude holographique du plasma quark-gluon tel que produit au LHC). La conférence permettra de faire le point sur les derniers développements et de discuter des perspectives futures.
Programme scientifique préliminaire

Sujets abordés :

Trous noirs
Cordes cosmiques et défauts topologiques
Superfluidité dans les étoiles à neutrons
Ondes gravitationnelles
Principe anthropique

Orateurs confirmés (la plupart en présentiel si la situation le permet) :

Richard Battye (Univ. Manchester, UK)
Luc Blanchet (IAP, Paris, France)
Robert Brandenberger (McGill University, Montreal, Canada)
Bernard Carr (Queen Mary Univ. of London, UK)
Nicolas Chamel (Univ. Libre de Bruxelles, Belgium) (*)
Christos Charmousis (IJCLab, Orsay, France)
Anne Davis (Univ. Cambridge, UK)
Cédric Deffayet (IAP, Paris, France)
Ruth Gregory (King’s College, London, UK)
David Langlois (APC, Paris, France)
Jean-Pierre Luminet (LAM, Marseille, France) (*)
Malcolm MacCallum (Queen Mary Univ. of London, UK)
Roger Penrose (Univ. Oxford, UK)
Denis Priou (CG Environ. Dev. Durable, Paris, France) (*)
Reinhard Prix (Albert Einstein Institute, Hannover, Germany) (*)
Paul Shellard (DAMTP, Cambridge UK)
Daniele Steer (APC, Paris, France)
Leonard Susskind (Stanford Univ., USA)

Orateurs à confirmer :

Antoine Folacci (Univ. Corte, France) (*)
Gary Gibbons (DAMTP, Cambridge, UK)
Kip Thorne (CalTech, Pasadena, USA)

(*) ancien étudiant de Brandon Carter

Nous espérons profiter de la présence de Roger Penrose, prix Nobel de Physique 2020, pour organiser un événement de type grand public.