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

Table des matières

Préface

0. Introduction

1. Physique et astrophysique
   • Qu'est-ce que la physique
   • Les forces fondamentales
   • Physique classique ~1600-1900
   • Physique moderne ~1900-
   • Qu'est-ce que l'astrophysique?
2. La méthode scientifique
   • L'évolution du modèle cosmologique
     • La perfection est dans l'eau
     • La perfection est dans le cercle
     • La perfection est dans le Soleil
     • La perfection est dans les mathématiques
   • Résistance aux nouvelles idées
   • Qu'est-ce qu'une théorie, un modèle?
   • Qu'est-ce qu'un postulat, un principe ou une loi?
   • Quelle est la place des mathématiques dans la physique?
3. Précision, erreur et incertitude
   • Calcul de l'incertitude
4. Notation, unités et ordres de grandeur
   • La notation en puissances
   • Les chiffres significatifs
   • Les unités de l'astrophysique
     • L'Unité Astronomique (UA)
     • Le parsec
     • L'année-lumière (AL)
   • Analyse dimensionnelle
   • Les ordres de grandeurs

1. L'astronomie

1. Les origines de l'astronomie
2. La terre dans l'Univers
   • Les phénomènes astmosphériques d'origine astronomique
   • La terre dans le système solaire
     • Mercure
     • Vénus
     • La lune notre satellite naturel
     • Mars
     • Jupiter
     • Saturne
     • Uranus
     • Neptune
     • Pluton
     • Les astéroïdes
     • Les comètes
     • Les phénomène atmosphériques d'origine astronomique
   • Le Soleil, une étoile perdue dans la Voie Lactée
     • Le Soleil en bref
     • Un modèle réduit du Système Solaire
     • Les galaxies
     • La Voie Lactée
     • Les amas ouverts
     • Les amas globulaires
   • Le groupe local, l'amas de la vierge et les superamas
     • Les groupes de galaxies
     • Les amas et superamas de galaxies
     • Les quasar
   • Le centre de l'Univers?
3. Évolution de l'Univers jusqu'à nous (survol)
   • L'âge de l'univers
   • L'Évolution du système solaire
   • La vie des étoiles en bref
   • Évolution chimique de l'univers
   • Évolution des galaxies
   • Évolution de l'univers en bref
   • Calendrier cosmique
4. Observation du ciel
   • À l'oeil nu
     • Le mouvement diurne
     • Les saisons
     • Éclipses
     • Phases de la lune
     • Le mouvement des planètes
     • Les pluies de météores
   • Au télescope
     • Types de télescopes et caractéristiques optiques
     • Les grands télescopes dans le monde
     • Effet de l'atmosphère sur les capacités d'observation
     • Optique adaptative
     • Déconvolution spatiale de la PSF
     • Télescopes spatiaux
     • La magnitude
5. La mesure des distances
   • La paralaxe
   • Le point convergent
   • Ajustement de la séquence principale
   • Les céphéides
   • Les indicateurs secondaires
   • La problématique des mesures de distance en astro

2. La mécanique céleste et la gravité

1. Les lois de Kepler
   • Première loi de Kepler
   • Deuxième loi de Kepler
   • Troisième loi de Kepler
   • Loi de la gravitation universelle
   • Détermination des masses
2. Conséquences de la gravitation
   • Vitesse de libération
   • Vitesse de satellisation
   • Assistance gravitationnelle et effet de fronde
   • Atmosphère, sphéricité des planètes et hauteur des montagnes
   • Effet de marées : synchronisation des périodes
   • Lobes de Roche et points de Lagrange
   • La résonance orbitale (divisions dans les anneaux de Saturne)

3. L'analyse des spectres

1. Types de spectres
   • Spectres thermalisés
   • Spectres d'émissions
   • Spectres d'absorption
   • Rayonnement synchrotron
2. Décalage et élargissement des raies spectrales
   • Effet Doppler relativiste
   • Décalage gravitationnel
   • Décalage cosmologique
   • Effet Zeeman
   • Effet Stark
3. Le mouvement des astres
   • Détermination des vitesses
   • Le mouvement dans le milieu interstellaire
   • Le mouvement des étoiles dans les galaxies
   • Le mouvement des galaxies et les interactions
4. Mesure des paramètres physiques
   • Mesure de la luminosité
   • Détermination de la température
   • Détermination de la pression de surface
   • Détermination des dimensions
   • Détermination de la composition chimique

4. Évolution et propriétés des étoiles

1. La grande famille des étoiles
2. Diagramme H-R
   • Le diagramme Herzsprung-Russel
   • Température et type spectral
   • Classe de luminosité
   • Évolution des étoiles et nucléosynthèse
   • Supernovae, vents stellaires et superbulles
   • Les naines blanches et les nébuleuses planétaires
   • Les trous noirs et les étoiles à neutrons
3. Formation des étoiles
   • Le milieu interstellaire
   • Par onde de choc et effondrement

5. Structure et dynamique interne des étoiles

1. Les couches
   • Le noyau
   • La zone radiative
   • La zone convective
   • La photosphère
   • La couronne
   • Équilibre hydrostatique et thermodynamique

6. Relativité générale

1. Relativité: Vue d'ensemble
   • Dans l'air du temps
   • La relativité restreinte
   • Relativité générale
   • Une vision moderne de l'Univers

7. Cosmologie

1. La théorie du big bang
   • Les «preuves» observationelles du big bang
   • L'âge de l'Univers et la constante de Hubble
   • Le facteur d'échelle
2. Topologie de l'Univers et scénarios évolutifs
   • Univers plat
   • Univers ouvert
   • Univers fermé
   • Bouteille de Klein

Annexes

1. Index des concepts en astrophysique?
2. Liste des symboles?
3. Constantes en astrophysique?
4. Identités trigonométriques