L-Univers-Astronomie | Dr. Goulu

Comment des images de notre Voie lactée peuvent-elles être prises depuis l'extérieur de celle-ci, alors que l'on est à l'intérieur même de cette galaxie ?

Tue, 28 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Je suis sur qu’en ne voyant que l’intérieur de votre appartement depuis le canapé du salon, et en regardant par la fenêtre à quoi ressemblent les autres maisons où immeubles de votre quartier, j’arrive à avoir une assez bonne idée de votre maison ou immeuble sans l’avoir vu de l’extérieur non plus.

Par contre pour la précision, ce n’est pas parce que je fais un beau dessin de votre maison qu’il est juste… on a aucune idée de la précision de notre modèle de voie lactée, on ne peut que vérifier qu’il ne contredit pas les observations.

Qu'est-ce que le vide intersidéral ?

Sat, 25 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

intersidéral = entre les étoiles =

On y trouve en moyenne une particule par cm3 alors que sur Terre, la densité moyenne est de l’ordre de 10^20 particules par centimètre cube. Le vide intersidéral est 10'000 fois plus vide que l’ qu’on est capables de produire sur Terre.

Par masse, 99 % du milieu interstellaire prend une forme de gaz, avec 1 % sous forme de poussière. Parmi ces gaz, 89 % d’atomes sont d’ , 9 % d’ et 2 % d’atomes d’éléments plus lourds.

Dans toute la Voie Lactée, la masse du milieu interstellaire est de l’ordre de 2 ou 3 milliards de fois la masse du Soleil, mais la masse totale de la Voie Lactée est de l’ordre de 1500 milliards de masses solaires.

Quelle partie de l'univers pourriez-vous explorer dans votre vie si vous pouviez voyager à 10 années-lumière par seconde ?

Sat, 25 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

D’autres vont certainement vous rappeler qu’on ne peut pas aller plus vite que la lumière, mais je vais partir de l’idée que vous avez bien compris la relativité, que vous parlez de secondes du du voyageur “comprimées” par un de 10365246060 = 315'360'000, donc que vous voyagez à 99.999999999999999497 % de la vitesse de la lumière

Bon alors dans une galaxie, les étoiles sont distantes d’environ 3 années lumière, donc vous pouvez en voir 3 par seconde, donc il vous faudra dans les 50 milliards de secondes pour passer en vitesse à côté de chacune des ~150 milliards d’étoiles de La Voie Lactée : 50E9/(3652460*60) = 2.5 ans de votre temps propre,.

Ensuite pour aller à une galaxie voisine comme Andromède à 2.57 millions d’années lumière, il vous faudra un voyage barbant de 3 jours.

Barbant parce que j’ai oublié de vous dire un truc : à cette vitesse, vous ne voyez rien par le hublot : toutes les sources de lumière, et d’infrarouges, et d’ondes radio etc semblent provenir d’un unique point très lumineux devant vous.

Bref, en une vie, vous devriez pouvoir parcourir une quarantaine de galaxies sur les cent milliards de l’Univers observable, si vous ne rencontrez aucun petit caillou qui transformerait votre vaisseau instantanément en …

La matière noire et l'énergie noire sont-elles associées en quoi que soi, en dehors du nom ?

Thu, 09 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Historiquement ces notions sont apparues de phénomènes distincts, mais à force de n’arriver à identifier ni l’une ni l’autre alors qu’elles concernent toutes deux la gravitation, on commence à voir apparaître l’idée que ce serait deux aspects de la même chose. Ou même deux aspects de rien du tout….

C’est notamment l’idée de l’ “invariance d’échelle du vide” proposée par

Cependant des spécialistes du domaine comme sont pour le moins critiques …

Donc : patience.

Notes de bas de page

Avez-vous la nouvelle carte du ciel, divulguée par la NASA, avec la répartition des 4019 exoplanètes découvertes depuis 1985 à aujourd'hui et qu'en pensez-vous?

Sun, 21 Jul 2019 00:00:00 +0000

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1960 ? La première a été découverte en 1995.

La position dans l’espace des exoplanètes découvertes a à mon humble avis peu d’intérêt comparé à ce graphique:

Il montre qu’aujourd’hui, nous ne sommes pas capables de détecter des exoplanètes comparables à la Terre, sauf si elles tournent autour de leur étoile en quelques semaines seulement.

On a donc une vision encore partielle et biaisée des exoplanètes, mais ce qui me semble clair c’est qu’il y en a beaucoup, et partout.

L'univers est composé de plusieurs galaxies, théorie ou bien réalité ? Quels outils ont permis, si cela est véridique, de l'affirmer ?

Sat, 06 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Vous trouverez sans peine de nombreuses photos de nombreuses galaxies prises par de nombreux télescopes sur Terre et dans l’espace, mais je voudrais vous montrer celle-là:

Cette photo de la a été prise par un astronome amateur, SANS télescope, avec un bon appareil photo moderne, un objectif raisonnable (200 mm) et 45 secondes d’exposition rendues possibles par une monture motorisée .

Avec des instruments plus puissants on arrive à distinguer certaines étoiles des autres galaxies, notamment chaque année, et des , des étoiles dont la luminosité varie de manière périodique selon une connue grâce aux céphéides de notre galaxie.

On peut ainsi déterminer la distance des galaxies “proches”, et utiliser le pour approximer la distance des galaxies lointaines.

Avec ça on peut affirmer:

que les galaxies sont des objets beaucoup plus lointains que les étoiles que nous voyons dans notre ciel. En fait il y en a jusque tout près des limites de l’ (500 millions d’années après le BB)
que ces galaxies sont elles-mêmes composées d’étoiles semblables à celles de notre galaxie
qu’en fonction de leur histoire les galaxies peuvent avoir des formes différentes mais que notre galaxie n’a rien de particulier
qu’il y a des centaines de milliards de galaxies contenant chacune des centaines de milliards d’étoiles.

Voici une image prise par Hubble d’un carré de ciel où ne se trouve qu’une dizaine d’étoiles de notre galaxie (les points tout ronds avec des “pointes” ). Toutes les autres taches lumineuses, même les plus faibles sont des galaxies.

Notes de bas de page

Pourquoi (certains ou pas) les physiciens croient-ils que la somme de l'énergie de l'univers est fixe ?

Sun, 26 May 2019 00:00:00 +0000

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Il faut bien comprendre que . C’est juste un nombre qui reste constant lors des transformations d’un système isolé. Le a démontré mathématiquement que pour toute “symétrie” en physique, il existe un tel nombre.

Par exemple le fait que l’espace est isotrope (= n’a pas de direction particulière) fait que les lois de la physique produisent le même résultat quelle que soit l’orientation d’une expérience dans l’espace. On dit que la physique est “invariante par rotation dans l’espace”, et selon le théorème de Noether il existe alors un nombre qui reste invariant lorsqu’un système isolé tourne : le . Mais il me semble clair que le moment cinétique se calcule, ce n’est pas “quelque chose” qui est “possédé” par le système en question.

L’énergie, c’est exactement la même chose. Si vous faites une expérience maintenant, et que vous la refaites dans 3 mois, vous obtiendrez le même résultat : la physique est “invariante par translation dans le temps” et selon Noether, l’énergie est juste le nombre qui reste invariant lorsque vous translatez le système dans le temps.

L’énergie se conserve donc “par définition”:

pour un système isolé (en gras parce qu’on l’oublie trop souvent)
si la physique est vraiment invariante par translation dans le temps
si la physique peut être décrite par un ou un Hamiltonien

A notre échelle, ces conditions sont remplies. Mais à l’échelle de l’Univers, on ne sait pas. On ne sait pas si l’Univers peut être considéré comme un système isolé (on ne peut pas le mettre dans une boite , comme dit ), ni si la physique était la même pendant le Big Bang, notamment l’ , ni si elle se résume à des Lagrangiens et des Hamiltoniens à l’ .

Mais comme vous le dites bien, il y a des physiciens qui “croient"que oui, et dans ce cas y’a pas photo : l’énergie de l’Univers se conserve depuis l’origine du temps (s’il y en a une) jusqu’à la fin des temps.

Et certains vont plus loin : cette énergie totale pourrait valoir… zéro ! Selon l’hypothèse de l’ , l’énergie gravitationnelle (qui est négative car il faut fournir de l’énergie pour disperser la matière liée par la gravitation) contrebalance l’énergie correspondant à la matière (e=mc^2 est toujours positive) Si c’est le cas, alors l’Univers aurait pu apparaître spontanément d’une du vide…

Deux anecdotes à propos du Grand Albert et de tout ceci:

il a dit que le théorème de Noether était un “monument de la pensée mathématique” et recommandé Emmy Noether (une femme!) à Hilbert en ces mots “La vieille garde à Göttingen devrait prendre des leçons de Mademoiselle Noether ; elle semble maîtriser le sujet !”
quand a expliqué l’Univers à énergie zero à Einstein, il s’est arrêté de marcher au milieu d’une rue pour y réfléchir, et plusieurs voitures l’ont évité de justesse…

Notes de bas de page

Quelles sont les théories cosmologiques ne faisant intervenir ni matière noire, ni énergie noire, et quels en sont les mécanismes ?

Tue, 30 Apr 2019 00:00:00 +0000

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La “matière noire” et l’ “énergie noire” sont en fait des noms donnés trop vite à des phénomènes expérimentaux, respectivement l’ anomalie de la et l’ .

Une théorie cosmologique qui ne serait pas compatible avec ces deux données expérimentales serait, actuellement, une mauvaise théorie.

Mais il existe en effet plusieurs théories qui décrivent ces phénomènes sans supposer l’existence de , ou que l’énergie sombre soit de l’énergie.

On peut citer:

Le retour de la vengeance de la d’Einstein, qu’il avait ajustée pour que l’univers soit statique, qu’on a ré-ajustée pour qu’il soit en expansion, et qu’on peut ré-réajuster pour que cette expansion accélère
La qui est une modification de la loi de l’inertie (F=m.a) de Newton pour les petites accélérations qu’on peut ajuster pour qu’elle corresponde à la matière noire
L’ “Invariance de l’échelle du vide” de qui correspond à la fois l’énergie noire et la matière noire

et probablement d’autres que je ne connais pas et qui font que je me réjouis de lire les autres réponses.

Notes de bas de page

L'Univers n'en est-il qu'à ses débuts ?

Tue, 23 Apr 2019 00:00:00 +0000

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Oui. Sur une échelle linéaire du temps, il n’a que 13.8 milliards d’années (10^{10 en arrondissant) alors qu’il devrait y avoir des étoiles encore 10}13 ans et que les trous noirs ne seront évaporés que dans 10^100 ans.

( voir )

Sur une échelle log, il s’est passé au moins 37 ordres de grandeurs avant la première seconde, de là à maintenant il n’y en a eu que 17, et il se passera encore des trucs pendant 90 …

Pouvez-vous expliquer la physique d'un trou noir à un enfant de 5 ans (ou à mon cerveau inepte)?

Wed, 17 Apr 2019 00:00:00 +0000

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J’essaie.

Sur la Lune , les astronautes ont pu gambader alors qu’ils avaient une combinaison de 70 kg :

Ensuite ils ont pu décoller avec une toute petite fusée

C’est parce que la Lune est plus légère (on dit plutôt “moins massive”) que la Terre. Elle attire presque 6 fois moins fort les objets qui s’y trouvent. Pour qu’une fusée échappe à la gravité de la Terre, il faut qu’elle aille à 40320 km/h alors que pour échapper à la Lune il suffit de 8640 km/h. Cette vitesse qui permet de s’échapper d’un astre s’appelle la .

Pour un astre beaucoup plus massif, la vitesse de libération est beaucoup plus grande. Pour le Soleil, c’est 2223000 km/h. Pour des vitesses si élevées, on préfère les km par seconde. Pour le Soleil c’est 617.5 km/s. Ca semble beaucoup, mais ce n’est que 2 millièmes de la vitesse de la lumière. Pourtant on arrive à voir ceci dans la lumière qui nous parvient du Soleil : elle ne ralentit pas, mais elle est plus rouge qu’elle ne devrait. Ca s’appelle le

Alors que se passerait-il si un astre était 500x plus massif que le Soleil ? La vitesse de libération serait supérieure à celle de la lumière, et rien, même pas la lumière ne pourrait s’échapper de cet astre.

Un trou noir, ce n’est rien d’autre que ça.

Bon en vrai, ce n’est que la première chose étonnante à propos d’eux, il y en a beaucoup d’autres. La deuxième est qu’ils peuvent être moins massifs que 500 Soleils, mais beaucoup plus petits.

La troisième et les suivantes sont sur un article que j’ai écrit sur KidiScience pour les enfants :

Compris ?

Quel est l'élément le plus rare dans l'univers ?

Fri, 29 Mar 2019 00:00:00 +0000

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Les éléments radioactifs à demi-vie courte.

Sur on voit que tous les éléments au dessus du (83) n’ont plus d’isotope stable, donc au dessus, ils sont déjà rares.

A partir de (98), ils ont tous des demi-vies inférieures à 10 ans, donc ils deviennent extrêmement rares. Peut-être bien que lors d’une explosion de supernova quelques grammes de (101) sont produits, mais ils ne durent pas longtemps.

Mais cette question m’a permis de (re)découvrir le (merci!). Cet élément n’a aucun isotope stable en dépit de son numéro atomique de 43 seulement. Il formait un trou dans le tableau de Mendeleïev jusqu’en 1937, où il fut le premier élément produit artificiellement, et sa détection dans les en 1952 montra que les peuvent produire des éléments lourds par .