Cosmologie

Question 1

Quels sont les 2 types d’étalons de distance?

Answer 1

1. Céphéides classiques
2. Supernova de type 1A

Question 1

Comment mesure-t-on la distance entre la Terre et les galaxies?

Answer 1

À l’aide d’étalons de distance (Céphéides classiques ou Supernova de type 1A)

Question 2

Quelles sont les caractéristiques des Céphéides classiques? (5)

Answer 2

• Étoiles géantes et super géantes ayant quitté la séquence principale
• Sont instables et vont pulser
• 5 à 20 fois plus massives que le Soleil et 100 000 fois plus lumineux
• Période de pulsation complète : jours à semaines

-Amplitude (luminosité) : 0.1 à 1 magnitude

Question 3

Quelle est la relation entre la masse d’une céphéide et sa période?

Answer 3

Plus l’étoile est massive et lumineuse (= magnitude absolue Mv), plus sa période sera longue.

Question 4

Quelle est la formule pour trouver la distance d’une galaxie?

Answer 4

m - M = 5 log D(pc) - 5

Question 5

Quelles sont les caractéristiques d’une Supernovæ de type 1a ? (3)

Answer 5

2 possibilités pour faire la supernovæ:

1. naine blanche + étoile normale
2. naine blanche + naine blanche
   (à la base naine blanche = cadavre étoile faible masse)

Quand fusion des deux > 1,44 masse solaire
= explosion = supernovæ

-Des fois peut être aussi lumineux que la galaxie entière où elle se trouve!

Question 6

Que s’est-il passé de 1917-1921 par rapport aux découvertes cosmologiques?

Answer 6

Vesto Slipher mesure la vitesse de déplacement d’une trentaine de nébuleuses spirales.

Question 7

Que s’est-il passé de 1925-1931 par rapport aux découvertes cosmologiques?

Answer 7

Edwin Hubble et Milton Humason mesurent vitesse ET distance d’une dizaine de nébuleuses.

Question 8

Si une galaxie s’éloigne de nous, se déplace-t-elle vers les longueurs d’ondes rouges ou bleues?

Answer 8

éloignement = + grande longueur d’onde = vers le rouge
rapprochement = + petite longueur d’onde = vers le bleu

Question 9

Qu’est-ce que la loi de Hubble-Lemaître?

Answer 9

v (km/s) = Ho x d(Mpc)

Question 10

Quelle est la valeur de la constante d’Hubble (Ho) en 2020?

Answer 10

73 ± 2 km/s/Mpc

Question 11

Quelle est la signification de la constante d’Hubble?

Answer 11

correspond au taux d’expansion actuel de l’univers

Question 12

Quelle théorie explique la structure et l’évolution de L’Univers et qui la formulée?

Answer 12

Einstein formule la théorie de la relativité générale

Question 13

Que pensait Friedmann par rapport à la structure de l’Univers?

Answer 13

Il disait que l’Univers doit être soit en expansion ou en contraction (il ne peut pas être stable et ne pas être en mouvement).

Question 14

À l’intérieur des groupes ou d’amas de galaxies, celles-ci s’éloignent-elles ou elles se rapprochent?

Answer 14

Bien que l’Univers s’expansionne, les galaxies vont se rapprocher ou s’éloigner tout dépendant de la gravité.

Question 15

À quelle vitesse la Voie Lactée et la galaxie d’Andromède se rapproche-t-elles?

Answer 15

environ 250 km/s

Question 16

À quand remonterait le Big Bang selon le calcul?

Answer 16

1/Ho = 13,4 milliards d’années

Question 17

Qu’est-ce que le principe cosmologique? (4)

Answer 17

-L’univers semble identique pour un observateur où qu’il soit
-La Terre n’occupe pas d’endroit privilégié
-L’univers est homogène à grande échelle
-L’univers est isotrope (présente les mêmes propriétés dans toutes les directions)

Question 18

Quelles sont les 4 prédictions du Big Bang?

Answer 18

• Relation distance-vitesse des galaxies (vitesse proportionnel à l’éloignement)
• Densité de matière et d’énergie était plus grande avant (rayonnement fossile = reliques du Big Bang)
• Nucléosynthèse primordiale (formation d’atomes légers comme H, He, Li)

-Évolution des galaxies avec le temps

Question 19

Quelle est la température du corps noir de fond diffus cosmologique?

Answer 19

2,73 K

Question 20

Quel est le pourcentage qui représente l’énergie sombre dans l’Univers?

Answer 20

énergie sombre = 68% du contenu de l’univers

Question 21

Quelle est la conséquence de l’expansion de l’Univers sur les Supernovas?

Answer 21

Celles-ci sont moins brillantes (plus distantes)

Question 22

Quelle est la valeur de la constante H0 (planck)?

Answer 22

68 ± 1 km/s/Mpc (on ne comprend pas encore pourquoi celle-ci est différente de l’autre)

Question 23

Que s’est-il produit au Big Bang par rapport aux différents éléments?

Answer 23

Après le Big Bang = très haute température = fusion nucléaire (fusion de protons et de neutrons = deutérium) + autre éléments légers

Question 24

Comment à évoluer le taux de formation stellaire depuis le Big Bang et pourquoi?

Answer 24

Au début, il y en a beaucoup. Puis il y a eu une sorte de baby boom où il avait bcp de structuration des galaxies. Maintenant cela à baisser (depuis 9 milliards d’années), car l’Univers s’expansionne = moins grande densité = moins de chance pour formation d’étoiles

Question 25

Comment trouve-t-on la distance des quasars?

Answer 25

En mesurant leur décalage spectral et en utilisant la loi de Hubble.

Question 26

Une supposition majeure faite pour juger des distances des galaxies à partir de leur dimension angulaire est que…

Answer 26

toutes les galaxies du même type ont à peu près la même dimension.

Question 27

Nous n’observons des événements que dans le passé parce que…

Answer 27

la vitesse de la lumière est finie.

Question 28

L’hélium que l’on retrouve aujourd’hui dans l’Univers a surtout été produit…

Answer 28

bien avant la formation des galaxies et des étoiles.

Question 29

Quand l’univers est-il devenu transparent?

Answer 29

Lorsque les électrons se sont recombinés aux noyaux d’hydrogène et d’hélium.

Question 30

Pourquoi l’observation que toutes les étoiles ont une abondance d’au moins 25 % d’hélium pose-t-elle problème sans la théorie du Big Bang?

Answer 30

Parce que seule une petite fraction de l’hélium observé peut être produit dans les étoiles.

Question 31

Le paradoxe d’Olbers stipule que, dans un Univers infini et statique avec une infinité d’étoiles…

Answer 31

Le ciel devrait être brillant.

Question 32

Le rayonnement de fond à 2.7 K est une preuve convaincante que…

Answer 32

l’Univers a évolué à partir d’un état chaud et dense.