Testwiki:Projets pédagogiques/Cégep de Chicoutimi/astro

La démarche scientifique doit garder un équilibre entre l'approche théorique et expérimentale.

Contenu des cours d'astronomie du Cégep de Chicoutimi. Modèle:Raccourci

Modèle:Lang

Terres connues et inconnues d'Amérique du Nord (1566).

Relations entre les lois physiques.

Cours I

• Approche scientifique vs. autres approches (balance + tracer l'arbre de la connaissance à partir des mesures et observations). Science généralement mal aimée car elle a entraîné, notamment, des blessures narcissiques à l'humanité.

• L'arbre de la connaissance est très touffu. Pour chaque réponse, on trouve 10 questions. Établissons les frontières.

Pyramide de la complexité.

Pyramide de la complexité biocentrée.

• Pyramide de la complexité :
  • En haut et en bas ? [[Terra incognita|Modèle:Lang]]
  • Domaines de la physique, de la chimie et de la biologie
    • Pureté
  • Biosphère
• Sciences humaines : anthropocentrées.
  • http://www.zo.utexas.edu/faculty/antisense/tree.pdf
  • http://mapage.clg.qc.ca/danielfortier/aintro/intro.htm
• Frontière spatiale : ordres de grandeur de longueur
  • Mètre cube, ruban mesurer
  • Google Earth, http://vimeo.com/54269169
  • http://workshop.chromeexperiments.com/stars/
  • Chemin inverse aussi :
    • http://htwins.net/scale2/
    • Modèle:YouTube
  • en bas de 10^-34 et en haut de 10²⁶ mètres ? Modèle:Lang

Cours II

• Frontière temporelle : ordres de grandeur de durée
  • Rythmes cosmiques
  • en bas de 10^-44 et en haut de 10¹⁷ secondes ? Modèle:Lang
    • Macro : Calendrier de Sagan et https://www.youtube.com/watch?v=H-ruxoMK6Qo
  • Micro : insectes http://www.allocine.fr/video/player_gen_cmedia=19447384&cfilm=42006.html Le seul film dont tous les acteurs sont morts avant sa sortie en salle.
• Frontière massique : ordres de grandeur de masse

Informatique

Cours III & IV

Projets frères hébergés aussi par la Wikimedia Foundation. Si on compare l'image à une horloge, à partir de Modèle:Heure et en sens horaire, nous avons : Wikibooks, Meta-Wiki, Wikiquote, Wikispecies, MediaWiki, Incubator, Wikidata, Wikivoyage, Wikiversité, Wiktionnaire, Wikinews, Wikisource, Wikimedia Commons, Wikipédia et Wikimania.

• savoir libre
• ASP
• Recherchez « ordres de grandeur masse »
  • Ordres de grandeur de masse
    • trouver une source pour vos exemples
• Wikimedia Commons
  • c:Commons:Valued images by topic#Valued images of Science
• Devoir actualité astronomique + Devoir #1

Devoirs

• Trouvez une référence/source pour ordres de grandeur de masse.
• Envoyez par messagerie interne le plus beau time-lapse que vous connaissez. Exemples :
  • The Mountain
  • Modèle:YouTube
  • Modèle:Vimeo
• Dans le tableau suivant, associez l'ordre de grandeur de masse avec la lettre d'un et un seul des objets.

Ordre de grandeur (kg)	Choix	Objets
10Modèle:Exp		A- une tonne métrique; un mètre cube d'eau
10Modèle:Exp		B- la masse de la production annuelle du thé Darjeeling
10Modèle:Exp		C- Prométhée (lune), un satellite de la bordure interne de l'anneau F de Saturne.
10Modèle:Exp yoctogramme (yg)		D- la quantité de béton dans le barrage des trois gorges en Chine, la plus grande structure de béton du monde
10Modèle:Exp		E- équivalent de masse d'un joule
10Modèle:Exp		F- la masse typique d'un moustique (1–2 milligrammes)
10Modèle:Exp zeptogramme (zg)		G- la masse d'une porte individuelle de la barrière de la Tamise
10Modèle:Exp		H- l'incertitude sur la masse du prototype du kilogramme
10Modèle:Exp		I- Titan, la plus grande lune de Saturne
10Modèle:Exp		J-une unité de masse atomique (uma)
10Modèle:Exp		K- un petit virus
10Modèle:Exp nanogramme (ng)		L- une orange moyenne
10Modèle:Exp microgramme (µg)		M- une molécule de chlorophylle a, principale forme de chlorophylle
10Modèle:Exp		N- baleine bleue
10Modèle:Exp milligramme (mg)		O- un atome de lithium
10Modèle:Exp centigramme (cg)		P- masse de Planck
10Modèle:Exp décigramme (dg)		Q- le plus grand bateau, Knock Nevis, lorsqu'il est chargé
10Modèle:Exp gramme (g)		R- une souris adulte (Mus musculus)
10Modèle:Exp décagramme (dag)		S- la quantité typique de caféine dans une tasse de café
10Modèle:Exp hectogramme (hg)		T- masse d'une bactérie E. coli
1 kg kilogramme (kg)		U- limite supérieure de masse du neutrino électronique (2 eV/cModèle:2)
10Modèle:Exp		V- la quantité de roche qui a explosé dans l'éruption volcanique du Mont Tambora en 1815
10Modèle:Exp		W- la masse du télescope spatial Hubble
10Modèle:Exp mégagramme (Mg)		X- un lion adulte
10Modèle:Exp		Y- Un moniteur cathodique ou un poste de télévision
10Modèle:Exp		Z- la masse moyenne d'une cellule
10Modèle:Exp gigagramme (Gg)		AA- un atome d'argent
10Modèle:Exp		BB- Un centimètre cube d'eau
10Modèle:Exp		CC- un gros grain de sable (2 mm de diamètre)
10Modèle:Exp téragramme (Tg)		DD- la quantité de matière convertie en énergie par le Soleil chaque seconde
10Modèle:Exp		EE- un muon (106 MeV/cModèle:2)
10Modèle:Exp		FF- la quantité d'eau stockée dans les réservoirs de Londres
10Modèle:Exp pétagramme (Pg)		GG- la masse de l'atmosphère terrestre
10Modèle:Exp		HH- un litre d'eau, approximativement
10Modèle:Exp exagramme (Eg)		II- la masse des océans de la Terre
10Modèle:Exp		JJ- (951) Gaspra, le premier astéroïde approché de très près par un vaisseau spatial
10Modèle:Exp		KK- un électron (511 keV/cModèle:2), la particule élémentaire la plus légère avec une masse au repos mesurée différente de zéro.
10Modèle:Exp zettagramme (Zg)		LL- Bételgeuse, une supergéante rouge
10Modèle:Exp		MM- Junon, le cinquième plus grand astéroïde de la ceinture d'astéroïdes principale
10Modèle:Exp		NN- Cérès, le plus grand astéroïde dans la ceinture d'astéroïdes principale
10Modèle:Exp yottagramme (Yg)		OO- la quantité totale estimée des réserves mondiales de charbon économiquement accessibles en utilisant les technologies minières actuelles
10Modèle:Exp		PP- l'étoile de Barnard, une naine rouge proche
10Modèle:Exp		QQ- une molécule d'hémoglobine A, principale forme d'hémoglobine humaine
10Modèle:Exp		RR- Vénus
10Modèle:Exp		SS- le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, associé à la source radio Sagittarius A*
10Modèle:Exp		TT- Neptune
10Modèle:Exp		UU- Jupiter
10Modèle:Exp		VV- la masse de l'Univers connu
10Modèle:Exp		WW- la masse de la planète naine Pluton
10Modèle:Exp		XX- le Soleil; une masse solaire
10Modèle:Exp		YY- la production de pétrole mondiale en 2001
10Modèle:Exp		ZZ- R136a1, l'étoile la plus massive connue (265 masses solaires)
10Modèle:Exp		AAA- l'estimation la plus basse de la masse du nuage d'Oort
10Modèle:Exp		BBB- le superamas de la Vierge
10Modèle:Exp		CCC- la masse totale de la Voie lactée
10Modèle:Exp		DDD- la masse visible de la Voie lactée
10Modèle:Exp		EEE- la masse typique d'un amas globulaire
10Modèle:Exp		FFF- naine brune

À l’œil

Filé d'étoiles.

La hauteur du Soleil dans le ciel en fonction du temps s'apparente à une oscillation harmonique simple. Les solstices correspondent à l'amplitude maximale (S), où la variation de position varie momentanément plus lentement en fonction du temps. Les équinoxes correspondent aux positions nulles (E). Ils marquent la mi-temps entre les solstices et leur cycle est en déphasage d'un quart de période sur ces derniers.

Schéma représentant diverses notions liées aux coordonnées équatoriales.

Cours VI & VII

• Constellations
  • 3-D
    • http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/bigdipper.html
• Sphère céleste
  • Ciel circumpolaire, saisonnier, invisible
    • http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/latsim.html
    • Filé d'étoiles
  • Écliptique
  • Zodiaque
  • Saisons : http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/transitmovie.html
  • Stellarium
• Lune
  • Phases de la Lune
    • https://astro.unl.edu/classaction/animations/lunarcycles/lunarapplet.html
  • Libration lunaire
• Éclipses
  • Solar Eclipse, Lunar Eclipse, Apoca-lypse
• Démo pendule de Foucault
• Coordonnées horizontales et coordonnées équatoriales
  • http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/altazimuth.html
  • http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/radecdemo.html
• Cherche-étoiles
  • http://www.cherche-etoiles.ca/imprimez.html
• Stellarium
  • Déplacement d'Est en Ouest
  • Latitude = mêmes étoiles, longitude $\ne$ mêmes étoiles

Cours X

• Observations bizarres :
  • Voie lactée
  • Nébuleuses
  • Comètes
  • Étoiles filantes
  • Le Soleil, la Lune et les Astres errants n'ont pas le même mouvement que les autres astres. Les astres errants ont des préférences zodiacales et sont sujet à des mouvements rétrogrades.
  • La hauteur de l'écliptique dans le ciel varie selon une oscillation harmonique (saisons).
• Précession des équinoxes

Informatique

Cours VIII & IX

• Heavens-Above
  • http://heavens-above.com/?lat=48.43333&lng=-71.06667&loc=Chicoutimi&alt=65&tz=EST
• Modèle:Lien
  • http://cleardarksky.com/c/Chicoutimikey.html?1
• Stellarium
• Ce qu'il faut savoir sur une source :
  • Auteur : Affiliations
  • Titre
  • Date de publication
  • Éditeur : Affiliations
  • Date de consultation
  • Url
• Comment évaluer la validité ?

• Références validées
  • Wikipédia:Projets_pédagogiques/Cégep_de_Chicoutimi/H2017#Trouver_des_r.C3.A9f.C3.A9rences
• Devoir
  • Options du compte utilisateur
  • Espaces : modèles
  • Résumer un article scientifique

Devoirs

Publications « papier » en astronomie.

• Classer par ordre croissant de crédibilité les 10 livres présentés en classe.
• Exercice cherche-étoiles
• Devoir 3

Systèmes du monde

• 
  Modèle géocentrique.
• 
  Épicycle et déférent.
• 
  Modèle héliocentrique.
• 
  Système du monde de Tycho
• 
  taille angulaire du Soleil et de la Lune à leurs positions extrêmes
• 

Cours XI & XII

• Systèmes du monde
  • Géocentrisme
    • Universe Sandbox $\to$ simulations $\to$ système solaire $\to$ double-cliquer sur la Terre $\to$ mouvement $\to$ relatif à $\to$ Terre $\to$ visuels $\to$ définir comme trail center
    • Aristote, partisan des 4 éléments.
    • Claude Ptolémée, partisan de la rationalisation.
    • Bible : L'humanité est la création parfaite de Dieu située au centre du monde. D'ailleurs, Josué a arrêté le Soleil.
    • ex cathedra, inerrance biblique, hérétisme.
  • Héliocentrisme
    • Nicolas Copernic. « Des révolutions des orbes célestes » (1543), mis à l'Index Librorum Prohibitorum de 1616 à 1835.
      • classiques.uqac.ca/collection_sciences_nature/copernic_nicolas/revolutions/revolutions_orbes_celestes.html
      • Planetary Configurations Simulator
    • Kepler
      • Le difficile combat de Kepler
      • Planetary Orbit Simulator
    • Galilée,
      • Procès de Galilée
      • Giovanni Francesco Sagredo
• Problèmes à remettre
  • P1 à P4 et P12

Informatique

Cours XIII & XIV

• Projets frères
  • Wikisource
    • s:Catégorie:Projet UQAC
  • http://classiques.uqac.ca

Devoirs

• Quatrième devoir : Objet NGC

Pour en savoir plus

• Joseph Bertrand. « Les Fondateurs de l’astronomie moderne » (Copernic, Tycho Brahe, Kepler, Galilée et Newton)
• Agora (2009)
• Sur la négation des faits ou le mensonge volontaire :
  • Modèle:Lien (refus par les autorités de considérer qu'ils descendent d'une certaine espèce. Clin d’œil à une certaine attitude créationniste consistant à dénigrer les singes afin de discréditer nos ancêtres communs.)
  • Rorschach (comics) (son refus de mentir concernant le cas du Dr. Manhattan dans Les Gardiens lui réserve une fin malheureuse)

Modèle:Lang

• 
  Complexité
• 
  Isaac Newton (vers 1715-1720).
• 
  points de Lagrange du système Terre-Lune
• 
  Points de Lagrange du système Terre-Soleil
• 
• 
• 
  trajectoire d'Artemis, utilisant l'assistance gravitationnelle

Progression scientifique

• Bases
  • Modèle:Lien : https://pbs.twimg.com/media/EfV0J7XU0AAUJm5?format=png&name=small
• Changements de paradigmes
  • La structure des révolutions scientifiques
• Nature cumulative de la science
  • Principe de correspondance

De la nécessité de vitesse

• Modèle:YouTube
• Vitesse orbitale : https://what-if.xkcd.com/58/

Anni mirabiles

1666 - Isaac Newton

• Loi universelle de la gravitation
• Newton's Law of Gravity Calculator
• Calcul infinitésimal
• Origine des orbites du Système solaire = force en 1 / r² (Robert Hooke)
  • Orbites elliptiques -> la vitesse ($v$) est donnée en fonction de l'excentricité ($e$), de la constante gravitationnelle ($G$), de la masse ($M$) et du rayon ($r$) par l'équation suivante (p. 10 à 13 du chapitre Le système Terre-Soleil des notes de Luc Tremblay) : $v=\sqrt{\frac{(e+1)GM}{r}}$
• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica : http://classiques.uqac.ca/classiques/newton_isaac/newton_isaac.html

• Canon de Newton :
  • https://www.desmos.com/calculator/cbjf91lxxb?lang=fr
  • https://physics.weber.edu/schroeder/software/NewtonsCannon.html
  • Javelot d'Obélix : https://www.dailymotion.com/video/x8zuv8s?start=1050
• http://angry-birds-space.softonic.fr/
• Gravity Wells
• Vitesses de satellisation
  • Vitesse de satellisation minimale :
    par les forces : $\sum {\overrightarrow{F}}_c=\frac{m{v}_{\text{min}}^2}{R}=\frac{GmM}{R^2}\to v_{\text{min}}=\sqrt{\frac{GM}{R}}$
  • Vitesse de libération : vitesse minimale pour s'échapper à jamais = vitesse minimale pour que e = 1
    Par les énergies : $E=\frac{m{v}_{\text{lib}}^2}{2}-\frac{GmM}{R}=0\to v_{\text{lib}}=\sqrt{\frac{2GM}{R}}$
  • v_lib planètes et satellites -> Tableau 14.2 (p. 556)
  • $v_{textlib}=c$ -> rayon de Schwarzschild (p. 295)
  • Point de Lagrange et lobe de Roche
    • sphères d'influence de corps du système solaire
  • Force de marée :
    Considérant d = distance entre les deux masses, R = distance entre l'une des masses et un point quelconque, ΔF = force de marée, nous avons :
    $\mathrm{△}F=\frac{G{m}_1{m}_2}{d^2}-\frac{G{m}_1{m}_2}{(d+R{)}^2}=G{m}_1{m}_2\left[\frac{(d+R{)}^2-d^2}{d^2(d+R{)}^2}\right]=G{m}_1{m}_2\left[\frac{2dR+R^2}{d^2(d+R{)}^2}\right]$,
    ce qui donne, avec R << d :
    $\mathrm{△}F=\frac{2G{m}_1{m}_{2}R}{d^3}$
    • Limite de Roche et rayon de marée (complément 13.1, p. 548)
• Succès
  • Comète de Halley
  • Découverte de Neptune
  • Développement ultérieurs, notamment Lagrange
  • G : Expérience de Cavendish -> Universe Sandbox -> G = 0 -> onglet "Simulation", désactiver Gravité
• Selon Newton, espace et temps = absolus.
  • problèmes : expérience de Michelson-Morley , Tests expérimentaux de la relativité générale#Avance du périhélie de Mercure

• 
  interféromètre de Michelson
• 
  Représentation schématique de l'espace de Minkowski, qui montre seulement deux des trois dimensions spatiales.

1905

Annus mirabilis d'Albert Einstein

• Intro -> vidéo centième café de Fry -> ERREUR !

Histoire de la relativité restreinte

• light pulse Universe Sandbox :
  • Ramener temps s/s
  • sélectionner Soleil, sélectionner "Outils", choisir "Impulsion"
• Animations : http://www.physics.nyu.edu/~ts2/Animation/special_relativity.html#
• Modèle:AncreStéphane Durand : https://voyages-temps.cegepmontpetit.ca/
  • Introduction : https://www.youtube.com/watch?v=shdaaVDNpFc&ab_channel=Sciencesdelanature
  • Contraction des longueurs : https://www.youtube.com/watch?v=7Oz1jXfBylo
• De l'électrodynamique des corps en mouvement
  • De l'électrodynamique des corps en mouvement d'Albert Einstein sur le site des Classiques des sciences sociales
• Chapitre 3, P32 (aidé par le Chat):

a)$t^{\prime }=30\text{ans};t=\gamma t^{\prime };l=26000\text{al};\gamma =2600/3$

$v=\frac{l}{t}=\frac{26000*(c*[\cancel{1an}])}{\gamma t^{\prime }[\cancel{an}]}=\frac{2600c}{3}*\frac{(1-\frac{v^2}{c^2}{)}^{\frac{1}{2}}}{1}$

$v^2=866,{\overline{6}}^2{c}^2(1-\frac{v^2}{c^2})=751111,\overline{1}{c}^2-751111,\overline{1}{v}^2$

$751112,\overline{1}{v}^2=751111,\overline{1}{c}^2$

$v=\sqrt{\frac{751111,\overline{1}}{751112,\overline{1}}}c=\frac{2600}{\sqrt{6760009}}c\approx 0,999999334c$

b)$\gamma =\frac{\sqrt{6760009}}{3}\approx 866,66724$

$t=\frac{l}{v}=\frac{26000\cancel{c}}{2600\cancel{c}}\sqrt{6760009}\approx 26000,0173\text{ans}$

c) $l=\gamma l^{\prime }\to l^{\prime }=\frac{26000}{\sqrt{6760009}/3}=\frac{78000}{\sqrt{6760009}}a.l.\approx 29,99998a.l.$

• E = mc²
  • Modèle:YouTube
  • Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy Content?, domaine public.
    • s:Utilisateur:Simon Villeneuve/Does the Inertia of a Body Depend upon its Energy-Content?

1916 - Histoire de la relativité générale

• Principe d'équivalence
• vitesse de la gravité
  • Universe Sandbox -> sélectionner le Soleil -> changer la masse
• Champ gravitationnel#Champ gravitationnel en relativité générale
• Global Positioning System#GPS et théorie de la relativité
• Stéphane Durand :
  • Espace-temps : https://www.youtube.com/watch?v=A9anmvxw3cA&ab_channel=Sciencesdelanature
  • Déformation de l'espace-temps : https://www.youtube.com/watch?v=g3X-Y_-uZas&ab_channel=ScienceEtonnante
• Veritasium : Modèle:YouTube
• Onde gravitationnelle
  • LIGO - The Nanohertz Gravitational-Wave Detection Explained
  • Mirage gravitationnel
• Héritage
  • constante cosmologique, expansion de l'Univers -> confirmée fin des années 1920
  • années 1930 -> intrication quantique
  • trou de ver (pont Einstein-Rosen)
  • condensat de Bose-Einstein
• Chapitre 3, P23 :

a)valeur de gamma

${\gamma }_{\text{grav}}=\frac{1}{\sqrt{(1-\frac{v_{\text{lib}}^2}{c^2})}}=\frac{1}{\sqrt{(1-\frac{(1,75\times 10^8{)}^2}{c^2})}}=1,231$

b)À quelle distance, [en fonction de M], doit-on se trouver pour subir une telle $v_{\text{lib}}$ ?

$R=\frac{2GM}{v_{\text{lib}}^2}=\frac{(2\times 6,67\times 10^{-11}\times M}{(1,75\times 10^8{)}^2}=4,356\times 10^{-27}M$

Généralement, étoile à neutron = 1,4 à 3 Modèle:Masse solaire et 20 à 40 km de diamètre =>R = 12 136 m si M = 1,4 Modèle:Masse solaire et = 26 005 m si M = 3 Modèle:Masse solaire

Limites de la gravité

• Courbe de rotation des galaxies -> matière sombre
  • WIMPS & MACHOs
• expansion accélérée -> énergie noire

Pour en savoir plus

• Lucien Fabre. Une nouvelle figure du monde. Les Théories d’Einstein

Système solaire

• 
  Diagramme de la vitesse de libération en fonction de la température de surface des corps principaux du système solaire montrant quels gaz sont retenus. Les corps célestes sont à la même échelle, et leur point de valeur dans le diagramme sont les points noirs en leur milieu.

• Chronologie des découvertes : https://w.wiki/5q99
• Pourquoi le Système solaire est plat ? Modèle:YouTube
• Rotation des planètes : https://www.youtube.com/watch?v=t313pgLOQ4Y

Mars

• Mars Exploration Rover : Modèle:YouTube
• Curiosity : Modèle:YouTube

Lumière et instruments

• 
  Spectre électromagnétique.
• 
  « Fenêtres » de l'atmosphère. Voir http://astro.unl.edu/classaction/animations/light/emspectrum.html
• 
  Décomposition de la lumière.
• 
  Joseph von Fraunhofer présente son invention : le spectroscope.
• 
  Différents types de spectres.
• 
  Raies de Fraunhofer.

Nature de la lumière

• caméra thermique
  • sac poubelle
  • séchoir à cheveux/frottement -> réchauffer surface
  • vitres
• caméra UV
  • Brancher directement dans port USB-C.
• 1666 : Newton : Lumière = particule
  • Prisme
• 1801 : Thomas Young : Lumière = onde
  • Fentes de Young
• 1814 : Joseph von Fraunhofer
  • Spectroscope : il y a des trous
  • Raies de Fraunhofer
  • Cosmos : Une_odyssée_à_travers_l'univers#Épisodes5, 15m58s à 21m44s, puis 28m25s à 37m14, enfin 41m26 à 43m06
• 1842 : Effet Doppler
• Années 1860 : James Clerk Maxwell établit les bases du spectre électromagnétique
• 1868 : Découverte de l'hélium
• 1893 : corps noir
  • https://astro.unl.edu/classaction/animations/light/bbexplorer.html
  • https://phet.colorado.edu/sims/html/blackbody-spectrum/latest/blackbody-spectrum_en.html
• Effet Doppler : http://astro.unl.edu/classaction/animations/light/dopplershift.html
• 1905 : Einstein = lumière = onde-particule
  • On a Heuristic Point of View about the Creation and Conversion of Light
  • Effet photoélectrique

• 
• 
• 
• 
  Télescope de Newton
• 
  Schmidt-Cassegrain
• 
  William Herschel, frère de Caroline
• 
  Caroline Herschel, soeur de William
• 
  Télescope de William Herschel.
• 
  Comparaison de différents miroirs primaires.
• 
• 
  Télescopes au sommet du Mauna Kea.
• 
• 
• 
  Lunette de 102 cm de l'observatoire Yerkes (Wisconsin)
• 
  Les deux miroirs primaires de 8,4 mètres du Grand télescope binoculaire (Arizona)

• L’œil est limité par 4 facteurs :
  • Pouvoir de captation (pupille de ~5 mm de diamètre)
  • Temps d'exposition (accumulation maximale $\approx$ 1/20Modèle:E de seconde)
  • Sensibilité (~1 %)
  • Spectre visible (400 à 700 nm)

Ouverture

• Œil conçu pour éviter saturation : lunettes de neige
• lémuriens :
• Lunettes astronomiques et télescopes (depuis ~1600)
  • Lunette astronomique
  • Télescope de Newton
  • Télescope Schmidt-Cassegrain
• Galiléoscope
  • Canaux sur Mars :
  • Paréidolie
• Pouvoir de résolution
  • Critère de Rayleigh : $\theta \simeq 1,22\lambda /D$. Dans le spectre visible, cela donne (en seconde d'arc) $\theta \simeq \frac{0,15}{D(m)}$

• 
  Laser pour l'optique adaptative du Keck
• 

• optique adaptative
  • https://www.youtube.com/watch?v=gDGvNyVApgg
• interférométrie
• grossissement optique
  • Complément 5.1 : approximation des petits angles $\to \theta =\frac{Y}{F}\to Y=F\theta$ pour objet-miroir et ${\theta }^{\prime }=\frac{Y}{f}$ pour objet-loupe, ce qui donne $G=\frac{{\theta }^{\prime }}{\theta }=\frac{F}{f}$
• Taille angulaire d'objets célestes (http://xkcd.com/1276/) + lumière émise

Temps d'exposition

Filé d'étoiles.

• Exemples :
  • Image de nuit au mont Mégantic

Sensibilité

• Œil (~1 %)
  • Avec la baisse de luminosité, couleurs partent avant les contrastes parce que bâtonnets = plus sensibles que les cônes.
  • Plaque photographique (jusqu'à ~30 %)
    • 1845 : daguerréotype du Soleil
    • 1885 : Pellicule photographique
    • 1969 : CCD (jusqu'à 99 %)
      • Images ASTROLab
      • Modèle:Lien
      • Modèle:Lien
      • Résolution du capteur
      • Matrice de Bayer
      • Nombre de pixels
      • Photomosaïque
      • http://www.gigapan.com/gigapans/155294

Image vectorielle	Image matricielle
Vulgairement, une image vectorielle est redimensionnable sans perte de qualité, contrairement à une image matricielle.

• Types d'images
  • Image matricielle (.jpg, .gif, .tiff, etc.)
  • Image vectorielle (.svg)
    • Modèle:YouTube

• 
• 
• 
  Résumé ouverture-vitesse-ISO. Voir aussi http://static.boredpanda.com/blog/wp-content/uploads/2015/04/photography-shutter-speed-aperture-iso-cheat-sheet-chart-fotoblog-hamburg-daniel-peters.jpg

Pour en savoir plus

• Profondeur du ciel
• Complément 2.1 : Distance Terre-Lune : La méthode d'Hipparque.
  • Quand n'y aura-t-il plus d'éclipse totales :

$\theta =2\arctan \frac{R}{D}$
où R = rayon lunaire ≈ 1737,1 km, D = distance lunaire ≈ 384 399 km.
Ainsi, $\omega =\frac{\mathrm{d}\theta }{\mathrm{d}t}=\frac{-2R}{(D^2+R^2)}\cdot v$,
où v ≈ 4 cm/an.
Facteur de conversion pour milliarcseconde/siècle :
$\frac{180}{pi*3600*1000*100}$

Laboratoire photo

• Nikon D40

Stellaire

• 
  Provenance des éléments.
• 
  Carte des nucléides. Nombre de neutrons en fonction du nombre de protons et illustration des nombres magiques.
• 
  Vallée de stabilité
• 
  Énergie de liaison par nucléon.
• 
• 

• http://eyes.jpl.nasa.gov/
• https://www.google.com/maps/space/earth
• Our Solar System : https://solarsystem.nasa.gov/solar-system/our-solar-system/overview/

Source d'énergie du Soleil

• Sang
• Charbon
• Mécanisme de Kelvin-Helmholtz
• Fusion nucléaire

Nucléosynthèse

• Nuances entre fission et fusion nucléaire
• interaction électromagnétique vs. interaction nucléaire = https://www.smbc-comics.com/comics/20130410.gif
• P-P
• CNO
• Capture neutronique
• Poussières d'étoiles : Les éléments plus lourds que l'hélium proviennent en presque totalité des étoiles, qui sont une étape de « vie » du milieu interstellaire comme les arbres sont une composante de la forêt.
• Radioactivité : Modèle:YouTube et http://www.wise-uranium.org/rccu.html

Caractéristiques physiques stellaires

• Rotation stellaire
  • Champ magnétique stellaire (http://www.spaceweather.gc.ca/index-fra.php)
  • Tache stellaire
  • Protubérances (http://www.helioviewer.org/)
  • Aurore polaire
• SoHO : https://soho.nascom.nasa.gov/data/realtime-images.html
• Neutrinos
  • Sudbury Neutrino Observatory : https://sno.phy.queensu.ca/images/mine.GIF , en:File:Sudbury Neutrino Observatory.detector outside.jpg
  • Image du Soleil à travers la Terre : https://apod.nasa.gov/apod/ap980605.html

Classification des étoiles

• 
  Modèle:Lang
• 
  Classes de luminosité

Diagramme H-R (http://www.astrosurf.com/luxorion/Images/diagramme-hr.jpg)

• Type spectral
• Classe de luminosité
• Séquence principale

Évolution stellaire et milieu interstellaire

• 
• 
  Parcours évolutifs de différents types d'étoiles. Les parcours débutent sur la séquence principale et se terminent lorsqu'il n'y a plus de fusion nucléaire.
  Le parcours du Soleil est présenté en jaune.
• 
  Cycle de vie du Soleil.
• 
  Charles Messier

Découverte de nébuleuses -> Catalogues astronomiques

• Catalogue Messier (http://messier.obspm.fr/Messier_f.html)
• General Catalogue et New General Catalogue (http://spider.seds.org/ngc/ngc_fr.html , images)

Naissance des étoiles

• Limites : ~0,08 M_⊙ jusqu'à limite d'Eddington (~100 M_⊙) (Eta Carinae ?)
  • 70 % des étoiles du ciel = systèmes double ou multiple -> https://www.youtube.com/watch?v=erKViZx8Qsc
  • Modèle:YouTube
  • Disque protoplanétaire, http://irfu.cea.fr/Sap/Phocea/Video/index.php?id=118
  • Protoétoile

Mort

• M < que 8-10 Modèle:Masse solaire -> nébuleuse planétaire (images) -> masse restante (M_rest) <~1,4 Modèle:Masse solaire -> Naine blanche -> masse naine blanche
• M > que 8-10 Modèle:Masse solaire => supernova à effondrement de cœur (puissance d'une supernova) -> nébuleuse du Crabe en expansion
• M_rest
  • ~1,4 MModèle:Masse solaire < M_rest < ~3 Modèle:Masse solaire) -> Étoile à neutrons -> rayon = 10 à 20 km
  • M_rest >~3 Modèle:Masse solaire -> Trou noir
  • http://www.youtube.com/watch?v=5vOU6-1yNZs#t=59m
  • Simulation de chute d'un astronaute dans un trou noir.

• 
  cycle de vie des étoiles en fonction de leur masse initiale et finale
• 
  couches de fusion juste avant SN
• 
  Trou noir supermassif au centre de NGC 7052
• 
  collision entre 2 trous noirs

• Cosmos : Une odyssée à travers l'Univers -> Les Soeurs du Soleil -> 8min8sec - 11min52sec -> 15min - 18min15sec

Interstellaire

• 
  Mesure des distances en astronomie 3Blue1Brown : https://www.youtube.com/watch?v=YdOXS_9_P4U et https://www.youtube.com/watch?v=hFMaT9oRbs4.
• 
  Carte positionnant les sondes œuvrant en dehors du système Terre-Lune (décembre 2016). Compte Twitter Voyager2 : https://twitter.com/NSFVoyager2
• 
  Héliosphère.
• 
  Parallaxe annuelle
• 
  Disques protoplanétaires dans la nébuleuse d'Orion.

Quelle est la personne qui est morte la plus loin de son lieu de naissance ?

Modèle:Sparql
Ainsi, par exemple, Leo Ferrari, professeur de philosophie au Nouveau-Brunswick et fondateur de l'organisation satirique Flat Earth Society of Canada, est donc mort à 16 643 km de son lieu de naissance Modèle:Sparql Championne = Betty Molesworth Allen (Modèle:Unité)

• Mais cela ne tient pas compte de la rotation terrestre !
  • Mort 12 heures après sa naissance. Dans mon cas, si je meurs à Chicoutimi à 23h50.
• Mais cela ne tient pas compte de la révolution terrestre !
  • Mort 6 mois après sa date de naissance.

Modèle:Sparql
Ainsi, par exemple, Lucien Mignon (1865-1944), un peintre et dessinateur français, est né un 13 septembre et est mort un 13 mars, ce qui fait en sorte qu'il est mort à ~300 millions de km de son lieu de naissance.

• Mais cela ne tient pas compte du déplacement du système solaire dans la galaxie !
  • Dans ce cas, l'être humain mort le plus loin de son lieu de naissance est simplement l'être humain qui a vécu le plus longtemps, soit Jeanne Calment, à environ $(201+(122*365,25))*86400*220=$Modèle:Unité de son lieu de naissance.

Mesure des distances en astronomie

• Unité astronomique
• Parallaxe annuelle
  • Parsec
• Année-lumière

Environnement local

• Environnement stellaire
  • Déplacement du Soleil : [1]
  • Universe Sandbox : Our Solar System & 50 Nearest Stars + Stars Nearest 50
  • http://workshop.chromeexperiments.com/stars/
  • Nuage interstellaire local

Galactique

• 
  Voie lactée dans différentes longueurs d'ondes. L'essentiel est invisible pour les yeux.
• 
  Carte montrant le Soleil près de la limite de notre nuage interstellaire local et Alpha Centauri à environ 4 années-lumière dans le Nuage G (quelque dizaines d'al).
• 
  Vue d'artiste représentant la Bulle locale ainsi que la Bulle d'Antarès (quelque centaines d'al).
• 
  Structure de la Voie lactée.
  Sur ce diagramme, le Soleil est représenté par un point jaune.
• 
  Voie lactée
• 
  Schéma des structures de la Voie lactée.
• 
  Répartition des populations stellaires dans la Voie lactée.
• 
  Fourchette de Hubble.
• 
• 
  Superamas de la Vierge.
• 
  Laniakea
• 
  Complexe de superamas Poissons-Baleine
• 
• 

Voie Lactée

• Structures
  • noyau galactique
• Populations stellaires
  • Amas stellaire :
    • Amas ouvert
    • Amas globulaire
  • bulles de Fermi
  • Halo galactique
• En plusieurs longueurs d'ondes : http://mwmw.gsfc.nasa.gov/mwpics/viewgraph.jpg
• Système de coordonnées galactiques

Groupe local

• Modèle:YouTube
• Vide local

Séquence de Hubble

Classe	E	L	S	Im	I0	autres
f (%)	13,0	21,5	61,1	2,55	0,85	0,9

• Modèle:Sparql

Dynamiques particulières

• Galaxie en interaction (Modèle:YouTube)

• Galaxie à sursauts de formation d'étoiles

• Galaxie active

Vers l'infini...

• Amas de galaxies
• Superamas
  • Modèle:YouTube
  • Modèle:YouTube
• Filament galactique
• Quasars
• Amas de quasars

...et plus loin encore

• Champ profond
  • Champ profond de Hubble
  • Liste des Champs profonds

Matière invisible

La courbe de rotation prévue par les équations de Newton (A) et la courbe observée (B), en fonction de la distance au centre de la galaxie.

• Matière noire
  • http://astro.unl.edu/classaction/animations/milkyway/milkywayrotationalvelocity.html
• énergie sombre

Sciences citoyennes

• Galaxy Zoo

Exercices

• Chapitre 8, E1 :

$m{v}^2=\frac{GM}{R};v=\frac{C}{T}$ -> https://www.wolframalpha.com/input?i=y%3D2*PI*%282.46E20%29%2F%286.942672E15%29%3BX%3D%282.46E20%29*%28y%5E2%29%2F%286.67E-11%29%3BZ%3DX%2F%281.99E30%29

Informatique

• Actualité astronomiques
  • V766 Centauri
• Wikipédia:Atelier graphique
  • commons:File:6 Virgo Supercluster (ELitU).png
• LaTeX
  • https://stackedit.io/
  • https://www.drgoulu.com/2014/03/16/17-equations-qui-ont-change-le-monde/
  • https://www.sharelatex.com/
  • https://www.overleaf.com/

Cosmologie : Passé

• 
  Hubble Deep Field
• 
  màj de Globaïa : https://twitter.com/Globaia/status/1634038032314810369/photo/1
• 
  Illustration du paradoxe d'Olbers.
• 
  décalage vers le rouge
• 
• 
  Augmentation de la précision de l'observation du Fond diffus cosmologique depuis 1965.
• 
  Fond diffus cosmologique (ou rayonnement fossile). Plus vieille image de l'Univers.
• 
• 
  Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données obtenues par le satellite Planck. L'énergie noire en serait la composante principale.
• 
• 
  Forme de l'Univers.

Univers observable

• Nombre de galaxies dans l'univers observable : https://xkcd.com/2596/
• Liste des objets célestes les plus lointains
• Temps de regard vers le passé

Modèles cosmologiques

• Cosmologie moderne naît grosso-modo avec la relativité générale et les observations de Hubble (début XX^e siècle). Plusieurs théories s'affrontent. À défaut de pouvoir expérimenter les théories, on procède généralement par élimination.
  • Équation d'Einstein
  • simple is the best : Univers homogène, fixe et infini dans l'espace et le temps (constante cosmologique = 0) dont seule la gravité façonne le visage à grande échelle.
    • Problème : paradoxe d'Olbers. L'univers est peut-être infini dans l'espace, mais pour le temps ?
    • Problème : Décalage vers le rouge cosmologique -> univers fixe -> favorise les théories qui intègre cela
  • Ok. alors infini dans le temps et homogène ? = Principe cosmologique parfait
  • Années 1960 -> fond diffus cosmologique -> le paradoxe d'Olbers est finalement faux ! -> principe cosmologique parfait -> favorise les théories de type Big Bang.
    • http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2013/03/planck_cmb/12583930-4-eng-GB/Planck_CMB.jpg

Schéma simplifié du modèle standard.

• Modèle standard de la physique des particules
  • Symphonie of Science https://www.youtube.com/watch?v=DZGINaRUEkU&ab_channel=melodysheep
• Ok. alors homogène avec gravité seule ?
  • Gravité seule ne fonctionne plus depuis la fin des années 1990 car découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers
  • Homogène : Principe cosmologique -> ça tient encore de nos jours
  • Inflation cosmique
    • Modèle:YouTube (fausse alerte)
• Modèle standard de la cosmologie
  • Modèle ΛCDM

Cosmologie : Futur

• Cosmos : Une odyssée à travers l'univers, épisode 13

Chronologie du futur lointain

• Modèle:YouTube
• Modèle:YouTube
• Futurologie
  • http://www.worldometers.info/fr/
  • Jeu de la vie

Extinction massive

• Impact cosmique : http://www.youtube.com/watch?v=5vOU6-1yNZs#t=45m55s
  • Profondeur d'impact, http://what-if.xkcd.com/20/
  • Modèle:EnMap reveals all asteroid impacts from 2000 to 2013
• Supernova
• Supervolcan
• Tous les scénarios impliquent un changement climatique

Anthropocène

• Nombril
• Globaia,
• World-O-Meter
• Modèle:YouTube

• Limites de perception
  • Cône de lumière et ligne d'univers
  • Dimensions supplémentaires
  • tachyon

Informatique

• Actualités astronomiques

Pour en savoir plus

Science-fiction

• Matrix
• Terminator (série de films)
• Trilogie de Mars
• Le Papillon des étoiles
• Modèle:Lien
• Star Trek
• Les Enfants d'Icare
• Cycle de Fondation
• Cycle de Dune
• Star Wars

Planétologie

• 
  astrométrie
• 
  transit astronomique
• 
  Imagerie directe
• 
  Planète de type gazeux.
  Marron foncé : roches/métaux.
  Violet pâle : hydrogène et hélium.
• 
  Planète géante à noyau massif.
  Marron foncé : roches/métaux.
  Violet pâle : hydrogène et hélium.
• 
  Nombre d'exoplanètes découvertes par année en fonction de la méthode de détection (en date de septembre 2014).

Planétologie

chapitres 11 à 14

• Types de planètes : On peut les classer d'après leur structure/composition (Séguin & Villeneuve), d'après leur température ou d'après leur position. Actuellement, pas moins de 4 systèmes de classification générale se font concurrence.

• 
  Planète tellurique générale.
  Marron foncé : roches/métaux.
• 
  Planète de carbone.
  Gris : noyau métallique.
  Gris-marron : manteau de carbure de silicium.
• 
  Planète de silicates.
  Gris : noyau métallique.
  Marron : manteau de silicates.
• 
  Planète métallique.
  Gris : métaux.
• 
  Planète océan.
  Marron foncé : noyau de roches/métaux.
  Bleu clair : manteau de « glaces » (volatils).
• 
  Planète sans noyau.
  Marron : roches/métaux.
• 
  Planète de type neptunien.
  Marron foncé : roches/métaux.
  Bleu clair : "glaces" (volatils).
  Violet pâle : hydrogène et hélium.
• 
  Planète de type jovien.
  Marron foncé : roches/métaux.
  Bleu clair : "glaces" (volatils).
  Violet pâle : hydrogène et hélium.

• Méthodes de détection des exoplanètes (indirectes et directes)

ET

Zone habitable du Soleil et de Gliese 581.

• Transformer un OVNI en OVI :
  • Comment identifier cette image dans le ciel : http://www.cidehom.com/apod.php?_date=140609
  • https://fireballs.imo.net
• Phénomène aérospatial non identifié
• Ce qu'on sait
  • CHNOPS
  • eau liquide
  • Chauvinisme du carbone
  • Biochimies hypothétiques
  • Liste des formes de vie
• Équation de Drake
  • Chroniques de Simon
  • Vie
  • Zone habitable circumstellaire et Zone habitable galactique : Milky Way Habitability Explorer : astro.unl.edu/naap/habitablezones/animations/milkyWayHabitability.html
  • 10 milliards de Terres
  • Communication : Modèle:Lien
  • Échelle de Kardashev
    • Pas de populations III pour Modèle:Unité
  • Perception : Flatland
• SETI
  • SETI@home
  • Berkeley Open Infrastructure for Network Computing : boinc.berkeley.edu/index.php
• Paradoxe de Fermi
  • Sommes-nous seuls dans l'univers? Voici 13 théories : http://quebec.huffingtonpost.ca/wait-but-why/sommes-nous-seuls-dans-lunivers-voici-13-theories_b_5513069.html
• Voyage
  • Modèle:YouTube
  • http://gizmodo.com/5942634/nasa-starts-development-of-real-life-star-trek-warp-drive?utm_source=deadspin.com&utm_medium=recirculation&utm_campaign=recirculation

Informatique

• Actualités astronomiques

Place

Informatique

• Actualités astronomiques
• Calcul distribué
• Zooniverse

Web participatif

• Caption Tube
  • Minute Physics (http://translate.minutephysics.com/)
  • Vsauce (http://www.youtube.com/user/Vsauce)
  • Veritasium (http://www.youtube.com/user/1veritasium)
• Galaxy Zoo
• BOINC
• Planet hunter (http://www.planethunters.org/)
• Vie sur Mars (http://getmapper.com/index.php)
• Liste de projets de science citoyenne

Ressources

• Simulations de l'université du Nebraska à Lincoln : http://astro.unl.edu/animationsLinks.html
• Notes de cours de Luc Tremblay : https://physique.merici.ca/astro.html
• WP:Astro/h