Cours d initiation à l Astrophysique

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1 Cours d initiation à l Astrophysique I. Historique. a. L Antiquité. b. De Galilée à Lavoisier. c. La nouvelle mécanique et la cosmologie moderne. II. Le système Terre-Lune. a. La Terre des Anciens. b. Caractéristiques de la Terre. c. Caractéristiques de la Lune. d. Les phases et les éclipses. III. Le Système Solaire. a. 9 planètes plus de 60 satellites, autant de mondes. b. Telluriques ou gazeuses. c. Création du système solaire. d. Les autres systèmes stellaires. IV. De notre galaxie à l Univers a. La Voie Lactée. b. Les galaxies, Hubble et le Red Shift. c. Les dimensions de l Univers.

2 I. Historique. a. L Antiquité : Balbutiement de notre science entre l Egypte et la Grèce : Invention de la Théorie (1 théorème : Thalès) -350 : Aristote propose 6 preuves que la Terre est ronde : Aristarque de Samos propose que la Terre tourne sur elle-même et autour du Soleil : Eratosthène calcule le rayon de la Terre : Les frères Mohammed, Ahmed et Hassan ibn Shakir publient le premier traité exhaustif connu de mécanique : Copernic propose le système héliocentrique. b. De Galilée à Le Verrier : Galilée et Kepler : Les premiers scientifiques modernes, prépondérance du rôle de l expérience dans la démarche scientifique : Newton et la mathématisation du monde : Le Verrier calcule la position de Neptune. c. La nouvelle mécanique et la cosmologie moderne : Einstein publie la théorie de la relativité générale : Hubble découvre que l Univers est en extension : Gamow publie la théorie du Big Bang : Départ des 2 sondes Voyager. Prochaine fenêtre, dans 176 ans! : Meyer découvre le premier Système extra-solaire.

3 II. Le système Terre-Lune. a. La Terre des Anciens. Il y a deux mondes, sublunaire et extralunaire. Le monde sublunaire est celui qui est sous la Lune, il est changeant et instable, le monde extralunaire est éternel et calme. Exemple de vision de perfection du monde extralunaire : tout dans les cieux est cercle, il y a des relations numériques entre les astres, comme en musique b. Caractéristiques de la Terre : Eratosthène : Le rayon de la Terre est de kilomètres. ; Aujourd hui : kilomètres (0,53 % d erreur! ) Masse de kg. Elle tourne sur elle-même en 24 heures exactement aujourd hui Et tourne autour du soleil en 365,25 jours. Distance au Soleil :150 millions de kilomètres. c. Caractéristiques de la Lune. Rayon : kilomètres ; Masse : 7, kilogrammes. Mois lunaire : 29jours, 12 heures, 44 minutes. (12 mois lunaires= 354 jours) Distance Terre-Lune : km (~1 seconde lumière) d. Les phases et les éclipses. Nous voyons toujours la même face de la Lune. La Lune est en chute libre. Il y a toujours une moitié de Lune éclairée par le Soleil.

4 III. Le Système Solaire. a. 9 planètes plus de 60 satellites, autant de mondes. Chaque corps du système solaire est original! Sur Vénus il fait 500 C, Mars a un Volcan de 27 km, Saturne a de magnifiques anneaux et plus de 20 satellites, la géante Jupiter a une tache : une tempête de la taille de la Terre! La vie, peut-être se cache sous les glaces d Europe b. Telluriques ou gazeuses. Les Planètes sont classées en deux catégories : Les Telluriques, petites, ayant un sol solide, elles sont pour l essentiel proches du Soleil. A notre connaissance les satellites sont tous Telluriques. Les Géantes gazeuses, de l ordre de 10 fois plus grosses que les telluriques, ont une atmosphère constituant l essentiel de leur volume. Elles sont à l extérieur du Système Solaire, entourées de nombreux satellites, et d un système d anneaux. c. Création du système solaire. Il y a 5 milliards d années, sous l effet de trois super nova explosant dans les environs, la matière interstellaire se condense et finit par donner il y à 4,5 milliards d années à peut-près le système que nous connaissons. d. Les autres systèmes stellaires. En 1995 à l observatoire de Genève est découverte la première planète extrasolaire, actuellement aucune des planètes découvertes ne semble pouvoir abriter la vie.

5 IV. De notre galaxie à l Univers a. La Voie Lactée. La légende d Hercule, et les mystères. b. Les galaxies, Hubble et le Red Shift. Galilée est le premier à voir que la Voie Lactée est constituée d étoiles, mais ce n est que Hubble qui montre que les galaxies observées au télescope sont extérieures à la Voie Lactée, et que la Voie Lactée est une galaxie parmi des milliards d autres. Hubble découvre aussi que l Univers est en mouvement, les galaxies s éloignent les unes des autres. c. Les dimensions de l Univers. Suite à Hubble et en utilisant les théories d Einstein, Gamov ouvre les portes de la cosmologie scientifique avec la théorie du Big Bang. Mais beaucoup de choses restent à découvrir!