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Astrophysique0010

L'astrophysique au collégial - Martin Aubé et François Gaudreau 2012

Physique et astrophysique

Qu'est-ce que la physique?

La physique est la science qui vise la description la plus objective possible de l'Univers. Cette description, qui peut comporter à la fois une approche conceptuelle et quantitative, repose sur l'étude des quatre forces fondamentales et de leurs effets sur les corps. La physique utilise le langage mathématique pour décrire la topologie (forme) et la dynamique (évolution dans le temps) des systèmes. Elle vise entre autre à permettre de faire des prévisions sur l'évolution ou la forme des systèmes (p.ex. la découverte de Neptune ou même la prédiction de la déviation de la lumière des étoiles durant les éclipses solaires).

Le développement de la physique est fortement conditionné par la recherche de la simplification des théories et modèles (principe de parcimonie ou rasoir d'Occam) qui est notamment bien illustrée par le désir d'unification des quatre grandes interactions de l'Univers en une seule interaction manifestant quatre des ses aspects (Théorie du tout).

Les forces fondamentales

Les quatre forces fondamentales sont dans un ordre croissant d'intensité:

• l'interaction gravitationnelle

  C'est la force d'attraction entre les masses. Elle est responsable de l'orbite des planètes et de la chute des corps sur la Terre (dans ce cas le corps et la Terre s'attirent).

  Portée: infinie

• l'interaction nucléaire faible

  C'est la force entre les quarks et les leptons. Elle est responsable de la radioactivité.

  Portée: 10-17m

• l'interaction électromagnétique

  C'est la force d'attraction entre les charges et entre les dipôles magnétiques. Elle est responsable des réactions chimiques. Elle gouverne les phénomènes "lumineux" des rayons gammas aux ondes radio.

  Portée: infinie

• l'interaction nucléaire forte

  C'est la force entre les quarks ainsi que la force entre les nucléons qui composent les noyaux atomiques.

  Portée: 10-15m

Physique classique ~1600-1900

La physique classique couvre essentiellement l'étude du macroscopique (objets de grande taille) ainsi que l'étude de basses énergies (en particulier les vitesses beaucoup plus petites que la vitesse de la lumière). Elle regroupe entre autre la physique Newtonienne ou Lagrangienne, l'électromagnétisme, la physique ondulatoire et la physique statistique (physique des grands nombres dont la thermodynamique).

Physique moderne ~1900-

La physique moderne couvre essentiellement l'étude des hautes énergies et de l'infiniment petit. Elle regroupe notamment la physique quantique, la physique nucléaire, la physique des particules élémentaires et la relativité.

Qu'est-ce que l'astrophysique

L'astrophysique moderne est la science qui applique la physique pour étudier les propriétés des corps célestes. Parmi les propriétés étudiées, on compte leur luminosité, leur masse, leur distance, leur vitesse, leur densité, leur température, leur gravité de surface, leur composition chimique, etc.