Initiation à l'astronomie

Un monde hiérarchisé

• Propriétés multi-échelle de la matière
  • Analogie avec le langage
  • Lien avec la complexité

Les bases de la matière

• L'équipe électron-proton-neutron-photon
  • Nombre d'électrons dans un kg = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
  • Modèle des particules
    • Si un électron avait la masse d'un litre d'eau (ballon de 6 cm de rayon)
      • balle de softball
      • le proton occuperait 1 m³ d'eau
        • gros ballon de plage

L'atome

• Si le noyau de l'atome d'hydrogène (le proton) avait la taille du gros ballon de plage
  • l'atome mesurerait 10 km soit à peu près la taille du mont Ham
• Les atomes sont séparés de quelques dizaines de fois leur taille
  • soit la distance St-Camille-Montréal.
• Donc la matière est essentiellement du vide!
  • Alors expliquer l'apparence «pleine» à l'oeil et au toucher!
    • Action à distance et taille du photon

L'atome

• Si la taille d'un atome était comparable à celle d'un grain de sable
  • alors une personne mesurerais 3500 km (distance Montréal-Miami)!

Les grandes interactions

• Où interviennent-elles autour de nous?
• Leur rôle dans la civilisation humaine
  • électrique (force animale)
  • gravité (force mécanique (hydro))
  • Électrique (chimie, électricité, électronique)
  • Nucléaire (forte, fission et fusion production d'énergie)

Unités de mesure

• nanomètre 0,000 000 001 m
• mètre
• km 1000 m
• Unité astronomique (UA) 150 000 000 km
• Année lumière (AL) 9 400 000 000 000 km ou 63 000 UA
• Parsec 3,26 AL
• MParsec

Observer le passé

• Regarder loin c'est regarder le passé
• Pas de simultanéité absolue

Présentation des objets

• Visite du plus proche au plus loin

Qui suis-je?

Non, ce n'est pas moi!

La planète rouge: Mars

Mont Olympe

Relief vs gravité

Une menace du cosmos

Notre ange gardien: la Lune

Comètes

Comètes: Halley

Astéroïdes

Jupiter

Io

Saturne par la sonde Cassini

Les anneaux

Modèle réduit du Système Solaire (1 cm : 10 000 km)

Tableau

Les étoiles

Modèle réduit des types d'étoiles

• Dimensions réelles typiques
  • Séquence principale (Soleil): 1 000 000 km
    • 1 000 000 de fois le volume de la Terre
  • Géante rouge 25 000 000 km
    • 25x le diamètre du Soleil
    • ~Orbite de Mercure
  • Supergéante 300 000 000 km
    • 300x le diamètre du Soleil (orbite de Mars)
    • 30 000 000 fois le volume du Soleil

Géantes rouges

Supergéantes

Modèle réduit des types d'étoiles

Les cadavres stellaires

• Naine blanche: 10 000 km
  • la taille de la Terre
• Étoile à neutron: 10 km
  • comparable à la taille du mont Ham
• Trou noir: probablement inférieur à la taille d'une tête d'épingle

Novae: nébuleuse de la Lyre M57

Novae: nébuleuse de l'altère M27

Supernovae: nébuleuse du crabe M1

En l'an 1054

Région HII: pouponnières d'étoiles M42

Régions HII: la tête de cheval

Amas ouverts: les Pleïades M45

Amas globulaires: amas d'Hercules M13

Notre galaxie la Voie Lactée

Reconstitution de la Voie Lactée

Classification des galaxies

Galaxies elliptiques: une galaxie cannibale M87

Galaxies spirales: notre voisine Andromède M31

Galaxies spirales: La galaxie du tourbillon M51

Galaxies irrégulières: notre satellite

Galaxies exotiques: la roue de chariot

Un couple dépareillé M81 et M82

Amas de galaxies: Abel 1689

L'amas local

Structure à grande échelle 100 MAL

Structure à grande échelle 1 GAL

Quasars: La croix d'Einstein référence

Film Powers of ten

(:youtube BBsOeLcUARw :)

Évolution

• Les acteurs principaux
  • la gravitation
  • la rotation et la conservation de la quantité de mouvement
  • la radiation (pression et refroidissement)
  • l'expansion de l'espace-temps
• Formation du système solaire
  • conservation de L
  • pression de radiation et le grand ménage (planètes telluriques et gazeuses)
• Formation d'une étoile
• Vie des étoiles faible, moyenne et forte masse
  • Nucléosynthèse et enrichissement du MI
  • Pourquoi les étoiles de la SP sont les plus fréquentes (durée de vie et luminosité)
    • L'iceberg cosmique
  • Cadavres stellaires
    • Naines blanches
    • Étoiles à neutrons
    • Trous noirs
• Évolution des galaxies
  • Interaction de galaxies
    • 2 grosses galaxies
    • Une galaxie et son satellite (de face)
    • Une galaxie et son satellite (par la tranche)
    • Le temps d'observation vs l'échelle de temps
      • P.ex si on vit seulement 1 minute et qu'on observe un champ de fleurs on aura l'impression qu'il y a plusieurs classes d'un même type d'objet alors qu'en réalité ce sont différentes phases (bouton, fleur ouverte, fleur fannée) du même objet.
• Cosmologie présentation
  • Ballon
  • Élastique à bobettes
  • triangles rectangles

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