Physique théoriquevignette|Discussion entre physiciens théoriciens à l'École de physique des Houches. La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en développe le formalisme mathématique. C'est dans ce domaine que l'on crée les théories, les équations et les constantes en rapport avec la physique. Elle constitue un champ d'études intermédiaire entre la physique expérimentale et les mathématiques, et a souvent contribué au développement de l’une comme de l’autre.
Équations de Lagrangevignette|Joseph-Louis Lagrange Les équations de Lagrange, découvertes en 1788 par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, sont une reformulation de la mécanique classique. Il s'agit d'une reformulation de l'équation de Newton, qui ne fait pas intervenir les forces de réaction. Pour cela, on exprime les contraintes que subit la particule étudiée sous la forme d'équations du type : Il n'y a qu'une équation si le mouvement est contraint à une surface, deux s'il est contraint à une courbe.
Symétrie (physique)En physique la notion de symétrie, qui est intimement associée à la notion d'invariance, renvoie à la possibilité de considérer un même système physique selon plusieurs points de vue distincts en termes de description mais équivalents quant aux prédictions effectuées sur son évolution. Une théorie physique possède alors une symétrie S, si toute équation dans cette théorie décrit tout aussi correctement une particule ρ qu'une particule -ρ 'symétrique' de ρ.
Théorie de l'état stationnaireLa théorie de l'état stationnaire est un modèle cosmologique proposé à la fin des années 1940 par Fred Hoyle, Thomas Gold et Hermann Bondi, supposant que l'Univers est éternel et immuable. Aujourd'hui, ce modèle est abandonné du fait de son incapacité à rendre compte de très nombreuses observations. Ce modèle est basé sur l'idée que l'univers obéit au principe cosmologique parfait : non seulement il est homogène et isotrope, et par suite identique à lui-même en tout point de l'espace à une époque donnée (il obéit donc au principe cosmologique), mais en plus il est identique à ce qu'il est aujourd'hui à toutes les époques.
Problème de l'horizonLe problème de l'horizon a été pendant longtemps un casse-tête de la cosmologie, dont il est aujourd'hui communément admis que la solution est offerte par le paradigme de l'inflation cosmique. Un paradoxe apparent se posait : comment rendre compatible l'observation du fond diffus cosmologique, qui indique qu'à très grande échelle l'Univers est homogène et isotrope, avec la contrainte issue de la relativité indiquant que certaines régions de l'Univers sont si éloignées qu'il semblerait qu'elles n'aient jamais pu échanger d'information depuis le Big Bang ? On sait depuis la découverte de l'expansion de l'Univers que des régions du cosmos aujourd'hui éloignées étaient bien plus proches par le passé.
Loi scientifiquevignette|Ce diagramme de Venn tente de comparer et d'opposer les lois et les théories scientifiques. Une loi scientifique est un postulat basé sur des observations ou expériences répétées qui décrivent ou prédisent certains aspects de l'univers. Le terme "loi" est utilisé dans de nombreux cas (approximatif, précis, large ou étroit) dans tous les domaines des sciences naturelles (physique, chimie, astronomie, géosciences, biologie).
Principe cosmologiqueLa cosmologie ne peut s’envisager qu’en faisant des hypothèses simplificatrices que l’on appelle des « principes cosmologiques ». Sans cet artifice, il faudrait en effet connaître les vitesses et les positions de toutes les particules dans l’espace, ce qui est tout simplement impossible. On distingue actuellement quatre grands principes : Le principe cosmologique d'homogénéité et d'isotropie ; Le principe cosmologique parfait (ou d'équivalence temporelle) ; Le principe cosmologique global ; Le principe cosmologique de l'Univers fractal.
