Ressources libres - Lumières sur l’Univers
Sommaire
Distances et Temps dans l'Univers
Introduction
De la Terre aux étoiles
Visite de la Voie Lactée
De la Galaxie aux galaxies de l'Univers local
De l'Univers local aux confins de l'Univers
Conclusion : le temps et l'espace, des notions indissociables
Les ondes gravitationnelles
Les ondes gravitationnelles
Les phénomènes ondulatoires en physique
Qu'est-ce qu'une onde gravitationnelle ?
Les sources d'ondes gravitationnelles
Détecter les ondes gravitationnelles
Anatomie d'une onde gravitationnelle
Conclusion
Evaluation
Entretien avec Eric Chassande-Mottin
Cosmologie
Introduction
L'expansion de l'Univers
Le continuum espace-temps de l'univers
Le Fond Diffus Cosmologique
La nucléosynthèse primordiale
Les différentes phases de l'univers
Structuration de l'univers
Des Etoiles aux Planètes
Introduction
Les étoiles
Introduction
Constellations et noms d'étoiles
L'observation des étoiles
Pourquoi les étoiles brillent
Le milieu interstellaire
Vie et mort des étoiles
Exoplanètes
Introduction
Définition d'une planète
Pourquoi chercher les exoplanètes ?
Méthodes de détection des exoplanètes
Méthodes de détection directe
Méthodes de détection indirecte
Comment détecter une forme de vie ?
Propriétés des exoplanètes
Diversité des observations et richesse des résultats
Propriétés des exoplanètes
Planétologie Comparée
Prérequis et résumé
Introduction
Qu'est-ce que le Système Solaire ?
Promenade dans le système solaire interne
Géologie comparée
Les atmosphères planétaires
Les astéroïdes
Les comètes
Conclusion
Mécanique céleste, Temps et Calendriers
Introduction
Introduction à la notion de repère
Introduction
La voûte céleste
Les repères, outils mathématiques pour se positionner
Les repères de l'astronomie "fixes"
Les repères locaux
Applications liées au repère local
Applications liées au repère local-2
Les nouveaux repères
La mesure des distances
Introduction
Comment mesurer une distance en astronomie ?
La distance Terre-Lune
Les lois de Kepler
Introduction
L'héliocentrisme
Les trois lois de Kepler
Les distances dans le système solaire
La mécanique céleste
Introduction
Dynamique et gravitation
Dynamique du système solaire
Les théories du mouvement des planètes
La gravitation universelle et la relativité
Introduction
La gravitation newtonnienne
La relativité d'Einstein
La mesure du temps
Introduction
Le temps astronomique
L'heure
L'échelle de temps en physique
Les calendriers
Introduction
Chronologie et ères
Calendriers
Les éphémérides
Introduction
Qu'est-ce qu'une éphéméride ?
Les différents types d'éphémérides
Le repérage des éphémérides de position
Représentation des éphémérides
Les phénomènes astronomiques
Où se procurer des éphémérides
Soleil Terre Lune Phénomènes
Introduction
Les saisons
Introduction
Définition des saisons astronomiques
Les dates des saisons
La durée des différentes saisons
Historique : saisons
Conclusion
Les mouvements de la Terre et de la Lune
Introduction
Présentation historique
Mouvement de la Terre
Mouvement orbital de la Lune
Mouvement de la Lune et périodes de révolution
Les phases de la Lune
Les éclipses de Soleil
Introduction
Les différents types d'éclipses
La géométrie des éclipses de Soleil
Détermination des types d'éclipses en fonction des positions orbitales
Circonstances générales et cartes des éclipses
Circonstances locales des éclipses
Visibilité des éclipses de Soleil
Introduction
Quand ont lieu les éclipses de Soleil ?
Nombres d'éclipses de Soleil ?
Canons et grandeurs des éclipses de Soleil
Les éclipses récentes et futures
Observation d'une éclipse de Soleil
Récurrences des éclipses de Soleil
Introduction
Les périodes de récurrences des éclipses
Les suites longues d'éclipses
Les éclipses anciennes
Les éclipses de Lune
Introduction
La géometrie des éclipses de Lune
Quand ont lieu les éclipses de Lune ?
Canons et grandeurs des éclipses de Lune
Le Saros et les suites longues d'éclipses de Lune
Les éclipses anciennes
Le calcul de la distance Terre-Lune
Problèmes et QCM
Introduction
QCM Soleil-Terre-Lune
Exercice 1 : Marco et Polo en ULM
Exercice 2 : Marco et Polo font du bateau
Astrophysique extragalactique
Introduction
Les galaxies
Sommaire
Introduction
Les galaxies : petit historique
Les galaxies visibles à l'oeil nu
Morphologie des galaxies
Les distances des galaxies
Le contenu des galaxies
Cinématique des galaxies
Interactions et fusions de galaxies
Les galaxies à noyau actif
Formation et évolution des galaxies
Les grandes structures de l'univers
La distribution à grande échelle des galaxies dans l'Univers
Les groupes et amas de galaxies
Compléments de Physique
Introduction
Optique géométrique
Introduction
Les bases de l'optique géométrique
Introduction
Pour la petite histoire...
Qu'est-ce que la lumière ?
L'optique géométrique
Conclusion
Les lois de Snell-Descartes
Introduction
Les lois de la réflexion
Les lois de la réfraction
Applications : Milieux d'indice variable
Conclusion
Des objets et des images
Introduction
Sources et récepteurs
Des objets et des images
Conditions de Gauss
Résumé
Les lentilles minces
Introduction
Définitions
Système centré focal
Constructions géométriques
Objet réel à travers une lentille convergente
Objet réel à travers une lentille divergente
Relations de conjugaison
Conclusion
Les miroirs sphériques
Introduction
Définitions
Système centré focal
Constructions géométriques
Les relations de conjugaison
Conclusion
Des instruments d'optique
Introduction
L'appareil photo
L'oeil
La loupe et l'oculaire
La lunette astronomique
Le télescope
Conclusion
Quand l'optique géométrique ne suffit plus
Introduction
Diffraction et résolution
L'interférométrie
Turbulences et optique adaptative
Conclusion
Conclusion
Les Quatre Forces Fondamentales de la Nature
Introduction du module
Terminologie
Introduction
Interaction de Gravitation
Introduction
Définition
Exercices : Les Lois de Newton
Exercices : Le Principe Fondamental de la Dynamique
Exercices : Autres Applications de la Gravité
La Gravitation : Une Force Toute Relative !
La Gravitation : Une Force Complexe
Interaction Electromagnétique
Indroduction
Définition
Atomes, Ions et Molécules
Les Quanta
Interaction Forte
Interaction Faible
Arrêtons-nous quelques secondes pour un peu de terminologie....
Conclusion
Addenda
QCM
Soleil et Héliosphère
Introduction
Introduction
La génèse
Description générale
L'intérieur du Soleil
L'atmosphère solaire
Vent solaire
Un peu d'astrométrie solaire
Introduction
Coordonnées rectangulaires (ou cartésiennes héliocentriques)
Coordonnées héliographiques
Système héliocentrique-radial
Rotation de Carrington
Changement de coordonnées
L'activité solaire
Introduction
Le champ magnétique solaire
Le cycle solaire
L'activité du Soleil
Relations Soleil-Terre
Des rayons X à la radio
Introduction
Quelques rappels
Rayonnement thermique
Rayonnements non thermiques
Analyse d'un spectre
Problèmes de physique appliqués au Soleil
Introduction
L'énergie émise par le Soleil
L'intérieur du Soleil
Le vent solaire
Trajectoire des particules
Accélération des particules
Travaux Pratiques
Introduction
Mesure de la position d'un corps céleste
Introduction
Documents
Déroulement
Conclusion
Le calendrier de la Poste
Prérequis et objectifs
Conseils
Documents
Introduction
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Modéliser un astéroïde en pâte à modeler
Introduction
Documents
Déroulement
Bibliographie
La révolution des satellites de Jupiter
Introduction
Documents
Déroulement
Ombres et lumière sur les anneaux de Saturne
Introduction
Documents
Déroulement
Bibliographie
Maquette Soleil Terre Lune
Introduction
Documents
Déroulement
Conclusion
Mesure du rayon de la Lune et de la distance Terre-Lune
Introduction
Documents
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Les phases de la Lune
Introduction
Conseils
Documents
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Mesure de la rotation différentielle du Soleil par l'observation des taches solaires
Introduction
Documents
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Dynamique des éjections de masse coronale
Introduction
Documents
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Conseils
Étude du spectre du soleil
Introduction
Documents
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Cosmologie
Introduction
Déroulement
Bibliographie
Construction d'une maquette en trois dimensions de la constellation du Lion
Introduction
Documents
Déroulement
Bibliographie
Transit Planétaire: lecture commentée d'un article grand public
Introduction
Déroulement
Conclusion
Bibliographie
Réalisation d'un "mini-interféromètre"
Introduction
Documents
Déroulement
Bibliographie
Distance et temps
Introduction
Distance et temps : Outils
Introduction
Unités
Introduction
Unités de distance
Unités angulaires
Unités de temps
Conclusion
Triangulation
Introduction
Relation dans un triangle
La Terre et le mètre
Conclusion
Systèmes de coordonnées
Introduction
Référentiels et coordonnées
Le temps sidéral : définition
Le temps sidéral : détermination
Période sidérale, période synodique
Conclusion
Repérer et observer
Introduction
Changement de référentiels
Introduction
Changement de référentiel spatial
Changement de référentiel temporel
Pointer un astre et l'observer
Conclusion
Eclipses, occultations et transits
Introduction
Eclipses
Occultations
Transits
Conclusion
Compléments
Introduction
L'équation du temps
Epoques
Coordonnées géographiques et géocentriques
L'échelle des distances
Introduction
L'étalonnage primaire
Introduction
La parallaxe spectroscopique
Les étoiles variables RR-Lyrae
Les étoiles variables céphéides
Les novae et les supernovae
Les indicateurs secondaires
Introduction
Les propriétés statistiques de familles d'objets galactiques
Les propriétés globales des galaxies
La mesure du décalage vers le rouge et la loi de Hubble
Les biais statistiques
Un peu de relativité générale
À très grande échelle
Conclusion
Masse
Introduction
Masse : Outils
Introduction
Les lois de Kepler
Introduction
Copernic
Tycho Brahe
Johannes Kepler : son histoire
Kepler : la méthode et les lois
Enoncés des lois
Des lois de Kepler vers les lois de la gravitation
Des lois de Newton aux lois de Kepler
Peser l'Univers avec la 3ème loi de Kepler
Les lois de Newton
Introduction
Avant Copernic
De Copernic à Newton
Galilée et le problème à 2 corps
Le problème à N-corps
La gravitation universelle
Trajectoire et mouvement
Vitesse orbitale
Vitesse de libération
Trou noir
Ellipses, paraboles et hyperboles
Conclusion
Systèmes binaires et multiples
Introduction
Les systèmes stellaires multiples
Introduction
Etoiles doubles
Binarité et astrophysique
Les étoiles doubles visuelles
Les étoiles doubles spectroscopiques
Les étoiles binaires à éclipse
Binaires visuelles
Introduction
Les étoiles binaires visuelles
La trajectoire apparente
La reconstruction de l'orbite vraie
Masse des deux composantes
Binaires à éclipse ou photométriques
Introduction
Les paramètres de l'orbite et la courbe de lumière
Binarité et température stellaire
Binaires spectroscopiques
Introduction
Les courbes de vitesse radiale
Les masses des deux composantes
Planètes extrasolaires
Introduction
Historique
Caractéristiques
Détection des planètes extrasolaires par la méthode des vitesses radiales
Courbes de vitesses radiales
Limitations de la méthode des vitesses radiales
Méthode de détection par transit
Limitations de la méthode par transit
Détection par mesure astrométrique
Performance de détection
Conclusion
Marée et problème à N corps
Introduction
Les marées sur Terre
Introduction
En baie de Saint-Malo
Lune et marées
Le champ de marée : approche statique
Rôle du Soleil sur les marées
Effet de marée
Introduction
Champ de marée
Limite de Roche
Les points de Lagrange
Introduction
Les points de Lagrange : analyse statique
Analyse dynamique
Température
Introduction
Rayonnement : Outils
Introduction
Spectroscopie
Introduction
Les différents types de spectre
Le modèle de Bohr
Les familles de raies de l'hydrogène
Corps noir
Introduction
Le corps noir : définition
Spectre du corps noir
Loi de Wien
Température et couleur
La puissance du corps noir
Température effective
Spectre de corps noir et raies spectrales
Quelques applications
Conclusion
Magnitude
Introduction
Magnitude : introduction et définition
Magnitude apparente
Magnitude monochromatique
Magnitude absolue
Bilan
Eléments de photométrie énergétique
Conclusion
Effet Doppler-Fizeau
Introduction
Effet Doppler : principe
Effet Doppler : traceur de vitesses
Effet Doppler et élargissement des raies spectrales
Conclusion
Compléments
Introduction
Diffusion Rayleigh ; diffusion de Mie
Diagramme HR
Introduction
Signatures spectrales
Introduction
Signatures spectrales
L'hydrogène
Classification spectrale
Introduction
Spectres stellaires
Le type spectral
Les classes de luminosité
Le diagramme Hertzsprung-Russell
Introduction
Historique
La séquence principale
Le diagramme HR : température et luminosité
Diagramme HR et rayons stellaires
Diagramme HR et propriétés stellaires
Conclusion
Evolution stellaire
Introduction
Gravitation, pression et température
Introduction
Le gaz parfait
La compression gravitationnelle au centre d'une étoile
Pression cinétique, pression de dégénérescence, pression de radiation
Énergie potentielle d'interaction gravitationnelle
Accrétion et réchauffement
Théorème du viriel
Naissance des étoiles
Introduction
Le milieu interstellaire
Critère de Jeans
Constantes de temps
Disques
Amas d'étoiles
Vie
Introduction
Fusion nucléaire
Masse d'une étoile
Relation masse-luminosité
Finalement, qu'est-ce qu'une étoile ?
Mort des étoiles
Introduction
Après la séquence principale
Naine blanche
Masse de Chandrasekhar
Etoile à neutrons
Supernova
Trou noir
Etoiles massives et nucléosynthèse
Evolution
Introduction
Evolution stellaire dans le diagramme HR
Age des amas
Instrumentation
Introduction
Outils
Introduction
Un peu d'optique géométrique
Introduction
Foyer primaire
Système afocal
Champ et ouverture
Diffraction et formation d'image
Introduction
Fonction de transfert
Diffraction et tache image
Diffraction et résolution
Résolution angulaire
Interférences et spectrométrie
Introduction
Résolution spectrale
Le réseau : diffraction et interférences
Le réseau de diffraction : dispersion
Le réseau blazé
Le réseau et son optique
Compléments d'optique
Introduction
Aberrations géométriques
Étendue de faisceau
Diaphragmes de champ et d'ouverture
Diffraction par une pupille circulaire
Diffraction et transformée de Fourier
Cohérence temporelle
Cohérence spatiale
Cohérence spatiale et interférométrie
Chaîne de mesure
Introduction
Collecter le signal
Introduction
Miroirs et collecteurs
Foyers
Qualité optique du collecteur
Les très grands télescopes du futur
Mettre en forme le signal
Introduction
Principes
Astrométrie
Photométrie
Imagerie
Imagerie multispectrale
Spectrométrie à haute résolution
Spectro-imagerie
Interférométrie
Observatoire virtuel
Conclusion
Détecter le signal
Introduction
Propriétés générales
Phénomène physique de détection
Détection quantique
Détection : dynamique
Réponse spectrale
Réponse temporelle
Géométrie des détecteurs
Bruits de détection
Rendement de la chaîne de détection
Conclusion
Analyser le signal
Introduction
Bruit et signal
Probabilités, réalisations, estimations
Rapport signal à bruit
Le bruit gaussien
Le bruit poissonnien
Le bruit de photons
Bruit instrumental
Le critère de Shannon
Traiter le signal
Introduction
Filtrage
Sommation d'image
Analyse par transformée de Fourier : formalisme
Analyse par transformée de Fourier : signal
Analyse par transformée de Fourier : bruit
Techniques et instruments
Introduction
Observer avec une caméra CCD
Introduction
Caméra CCD : principe
Caméra CCD : caractéristiques
Lecture des pixels
Courant d'obscurité et champ plat
Traitement de l'image
L'oeil
Optique adaptative
Introduction
Turbulence et formation d'image
Seeing
Optique adaptative : principe
Optique adaptative : analyse
Optique adaptative : résultats
Observations à grandes longueurs d'onde
Introduction
Observer dans l'infrarouge thermique
Observations infrarouges
Observations submillimétriques et radio
Spectrométrie par transformée de Fourier
Introduction
Principe instrumental
Interférogrammes
Visibilité des franges
Échantillonnage
Enregistrement d'un interférogramme
Exemples d'observation
Qu'est ce qu'une planète?
Définitions :planètes et exoplanètes
Se tester
Formation
Découvrir
Historique et contraintes observationnelles
Le scénario standard: formation d'un disque protoplanetaire
Le scénario standard: accretion des planètes telluriques
Le scénario standard: formation des planètes géantes
Comprendre
Datation Radio-Isotopique
La barrière du mètre
Dynamique d'un disque de planétésimaux
Accrétion «Boule de neige»
Photo-évaporation et dispersion du gaz
Se tester (1): Questions de cours (QCM)
Se tester (2): exercices
s'évaluer
Petits corps du système solaire
Décrire
Comprendre
Se tester
S'évaluer
Surfaces planétaires
Découvrir
Comprendre
Processus de cratérisation des surfaces
Processus d’altération des surfaces sans atmosphère
Erosion et sédimentation des surfaces avec atmosphère
Se tester
S'évaluer
Structure thermique des atmosphères planétaires
Découvrir
Introduction
Grandeurs fondamentales
Comprendre
Sans atmosphère
Structure verticale des atmosphères
Se tester
QCM
Exercices
Dynamique atmosphérique
Découvrir
Méthode d'étude
Pourquoi a-t-on une circulation?
Revue des différentes dynamiques atmosphériques planétaires
Comprendre
La circulation atmosphérique générale
Outils
Équations de la dynamique
Les équations primitives
Les équilibres dynamiques
Nombre de Rossby
Instabilités
Ondes atmosphériques
Se tester
Habitabilité
Découvrir
L'habitabilité ?
Ni trop chaud, ni trop froid
Le cas de la Terre
Les autres planètes du Système Solaire
Le danger des évènements extrêmes
Comprendre
Introduction
La limite intérieure de la Zone Habitable
La limite extérieure de la Zone Habitable
Habitabilité autour des différentes "étoiles"
Détecter les planètes habitables/habitées
Pour aller plus loin
Se tester
