chapitre 4 Flashcards
Qu’à fait Tycho Brahe?
- Il a construit uraniborg: l’obervatoire avec les éléments de mesures les plus précis de l’époque
- Il a fait un rapporteur d’angle géant précis à une minute d’arc
Qu’à observé Tycho Brahe
- Il tente de mesurer la parallaxe des étoiles, mais n’en obtient pas. Il donne deux possibilité. 1) les étoiles sont trop lointaine ou 2) la Terre est immobile.
- Il choisi donc que la Terre est immobile
- Il fait un modèle où les planètes tournent autour du Soleil qui lui tourne autour de la Terre
- Il lègue tous ses données à Johannes Kepler à sa mort
Décrivez Kepler
- Considérée comme le premier astrophysicien
- Il est convaincus par l’hypothèse héliocentrique
- Il est troublé par le fait que les modèles de Ptolémée et Copernic mènent à la même précision.
- Il a un grand intérêt pour les mathématiques et la géométrie
- Il vas sortir de la philo car ils vas contraindre les modèles à la perfection du cercle
- Il vas utiliser les donner de Brahe pour développer 3 nouvelles lois régissant le mouvement des planètes (ces lois sont empiriques, elles ne découle que d’observation et non de théorie.
Qu’est-ce que la première loi de Kepler? et qu’est-ce qu’une ellipse?
Les planètes dérivent autour du Soleil des orbites en forme d’ellipse. Le soleil est à un foyer et non au centre. Dans une ellipse, l’addition des arrête vas toujours rester la même.
Qu’est ce que le périhélie?
C’est le point de l’orbite le plus près du Soleil
Qu’est ce que l’aphélie?
C’est le point de l’orbite le plus loin du Soleil
Qu’est-ce que le Demi-grand axe
- moitié de la distance entre le périphélie et l’aphélie
- permet de rendre compte de la taille d’une orbite
Décriver l’évasement d’une éclipse
e = 1 --> très évasée e = 0 --> c'est un cercle
Qu’est-ce que la deuxième loi de Kepler? et que dit-elle?
- La ligne qui relie la planète au Soleil balaie des aires égales en des temps égaux.
- Plus une planète est proche du Soleil, plus elle va vite
- Kepler peut expliquer la préférence zodiacale es planètes
- Si la vitesse d’une planète augmente lorsqu’elle se rapproche du Soleil, c’est qu’une force en provenance du Soleil est à l’origine du mouvement des orbites
- Premier “balbutiement” de la théorie de la gravitation.
- Il pense que le mouvement des planètes provient d’une force magnétique issue du Soleil
Qu’est ce que la troisième loi de Kepler? et la formule?
Pour toutes planètes tournant autour du Soleil, le carré de la période sidérale (T) exprimée en années est égal au cube du demi-grand axe (a) exprimé en unités astronomiques.
T^2 = a^3
Qu’est-ce que le principe d’inertie?
En absence de frottement ou de toute autre contrainte ou force, un objet continuera sur sa lancée en ligne droite et à vitesse constante
Que découvre Hooke et que fait-il avec sa découverte?
il montre que le soleil attire les planètes et que cette force décroit avec le carré de la distance (1/r^2), il envoie cette découverte à Newton
Que fait Newton?
- Il publie Principia (l’un des plus importants livres scientifiques)
- il développe les maths nécéssaires aux calculs des orbites (calcul intégral et différentiel)
- Démontre l’idée de Hooke sans le lui dire et la prend sans crédit
Quelle est la première idée de Newton et que dit-elle?
- Une pomme tombe d’un arbre… si l’arbre était plus haut, la pomme tomberait quand même. –> La lune doit aussi tomber sur la Terre
- la pomme tombe d’environ 5m sur Terre, la lune tombe de 1.4mm, le ratio est de 1/3600. Comme la Lune est 60 fois plus loin, la force qu’elle subit décroit avec le carré de la distance.
Quelle est la deuxième idée de Newton et que dit-elle?
- Si on tire un boulet de canon parallèlement à la surface de la Terre, ce dernier tombe plus loin d’autant plus que sa vitesse initiale est grande.
- orbite = chute libre, l’orbite est donc un cas particulier d’un objet “lancé” aux alentours d’un objet massif central.
Quelle est la troisième idée de Newton et que dit-elle?
- La Lune est en orbite autour de la Terre, la Terre est en orbite autour du Soleil, Jupiter a des satellites, etc.
- la force gravitationnelle est “universelle”
- Elle s’applique à tous les objets de l’Univers.
Que dit newton autre que ses trois lois dans son livre?
- la force d’attraction (gravité) entre deux objets dépend aussi du produit de leur masse
- Démonstration mathématique des 3 lois de Kepler
- Généralisation de la 3e loi de Kepler à toute combinaison objet central/satellite. Elle permet de déterminer la masse de l’objet central connaissant la période et le demi-grand axe d’un de ses satellites.
- Newton nous permet donc de déterminer la masse des objets célestes
Expliquer le défis d’Uranus et pourquoi c’est marquant
- Elle est découverte en 1781, mais son orbite présente des anomalies par rapport aux calculs faits à partir de la loi de la gravitation universelle.
- On pense donc qu’il y a d’autres planètes au-delà de l’orbite d’Uranus
- Urbain Le Verrier effectue les calculs et prédit la position de la planète perturbatrice
- Elle est ensuite observé par Gottfried Galle
- Cette découverte est un triomphe de la science car c’est la première découverte basée sur des calculs mathématique
Qu’est-ce que la théorie de Newton n’arrive pas à être expliquer?
La théorie de Newton n’arrive pas à démontrer exactement l’orbite de Mercure, celle-ci a une précision plus importante que ce qui est prédit
Que fait Albert Einstein?
il publie la théorie de la relativité restreinte
Expliquer la relativité restreinte (6)
- basé sur une idée: la vitesse de la lumière dans le vide est 3*10^8 m/s peu importe qui la mesure
- le temps et l’espace sont “relatifs”. Ils ne sont pas immuables.
- 2 observateurs en mouvement l’un par rapport à l’autre ne mesure pas un même temps entre 2 évènements
- Tout horloge en mouvement par rapport à nous parait au ralentit
- l’équivalence masse-énergie :
E = (facteur de ralentissement du temps)*mc^2 - tout masse correspond à une quantité d’énergie
Pourquoi le temps n’est pas tant ralentit sur terre?
car selon l’équation du ralentissement du temps, nous n’avons pas une assez grande vitesse pour influencer ce ralentissement
Que fait la théorie de la relativité générale de Einstein?
- Une masse déforme l’espace-temps autour d’elle
- Cette déformation est à l’origine de l’attraction gravitationnelle
- le temps passe plus lentement à proximité d’un objet massif
- Cette théorie englobe et supplante la théorie de la gravitation universelle de Newton.
- Elle permet de rendre compte de la précession du grand axe de Mercure.
Qu’est-ce que le triomphe d’Einstein? (3)
- la relativité générale prédit que la trajectoire de la lumière est courbée à proximité d’un objet massif
- le 29 mai 1919 Eddington se rend en afrique pour mesurer les étoiles durant une éclipse totale de Soleil
- Les étoiles à proximité du Soleil devraient être décales car leur lumière voyage à proximité du Soleil
Qu’est-ce que les lentilles gravitationnelles? et comment fonctionne-t-elle?
La lumière est focalisé vers l’obersvateur selon l’espace-temps qui se trouve devant elle et c’est ce qui fait une lentille gravitationnelle. C’est entre autre le fait que la lumière vient d’un objet lointain et passe à proximité d’un objet massif ce qui la déforme.
Que sont les ondes gravitationnelles?
- Leur existence est prédite par Einstein en 1916
- Deux corps très massifs orbitant l’un autour de l’autre produiraient des vagues dans l’espace-temps
- elles ont été détecté en 2015 par un appareil de mesure énormément précis
Que sont les succèes de la thérorie de Einstein? (5)
- Explication de la précession du périphélie de Mercure
- Positions apparentes des étoiles lors de l’éclipse de 1919
- Lentilles gravitationnelles
- Prédiction de l’existence des trous noirs
- Utilisation de GPS
Quelles sont les fondations de la physique?
La relativité générale et la mécanique quantique
Qu’elle sont les limites de la physique?
La physique est incompatible pour décrire un objet très massif et très petit (trous noir ou l’univers primordial)
