Deck 6: Astronomie et Cosmologie - Formation et Évolution de l'Univers Flashcards
Quelle est la durée de vie prévue du Soleil de notre système solaire ?
La durée de vie prévue du Soleil de notre système solaire est d’environ 10 milliards d’années au total13. Actuellement, le Soleil est âgé de 4,6 milliards d’années, ce qui signifie qu’il lui reste encore environ 5 milliards d’années avant d’atteindre la fin de sa vie
Donne moi grâce à un support la masse du trou noir de notre galaxie.
Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, la Voie lactée, a une masse d’environ 4 millions de fois celle du Soleil13. Plus précisément, sa masse est estimée à 4,297 ± 0,012 millions de masses solaires1. En termes de kilogrammes, cela équivaut à environ 8 × 10^36 kg4.
Quel est le rôle de la gravité et des processus stochastiques dans la formation des structures cosmiques ?
Réponse Feynman : La gravité, c’est comme une colle qui attire les choses, et les processus stochastiques, c’est un peu le hasard qui fait que la colle ne s’étale pas partout pareil. Ensemble, ils créent les galaxies et les amas.
Définition Technique : La gravité (Cosmologie) est la force dominante d’attraction qui amplifie les fluctuations de densité initiales, tandis que les processus stochastiques introduisent des variations aléatoires, façonnant la distribution et la morphologie des structures à grande échelle.
Les concepts de gravité et de processus stochastiques ont été intégrés à la cosmologie à partir du milieu du 20ème siècle, avec des contributions de Yakov Zeldovich (1914-1987), un astrophysicien soviétique.
Quel est le processus de formation des galaxies ?
Réponse Feynman : C’est comme si de grandes zones de matière noire attirent de la poussière et du gaz, un peu comme un aimant. Ces amas grandissent et se mettent à tourner, formant une galaxie avec des étoiles.
Définition Technique : C’est un processus (Cosmologie) où des fluctuations de densité primordiales, amplifiées par la gravité, entraînent l’effondrement de matière noire et baryonique, conduisant à la formation de structures galactiques.
Les théories sur la formation des galaxies ont été développées à partir du milieu du 20ème siècle, avec des contributions de George Lemaître (1894-1966), un astronome et cosmologiste belge.
Comment se forment les systèmes solaires ?
Réponse Feynman : C’est comme quand un nuage de poussière et de gaz s’effondre sur lui-même à cause de la gravité, un peu comme une boule de neige qui grossit en roulant. Au centre, l’étoile naît et autour, les planètes se forment.
Définition Technique : C’est le processus (Astronomie) par lequel un nuage moléculaire interstellaire s’effondre gravitationnellement, formant une étoile centrale et un disque protoplanétaire, où l’accrétion de matière conduit à la formation de planètes.
Le modèle de formation des systèmes solaires a été développé à partir du 18ème siècle, avec des contributions de Pierre-Simon Laplace (1749-1827), un mathématicien et astronome français.
Quelle est la date à laquelle notre planète Terre s’est formée ?
Formation du système solaire et de la Terre (il y a environ 4,6 milliards d’années): Notre système solaire se forme à partir d’un nuage de gaz et de poussières.
Comment était l’univers il y a 13,6 milliards d’années ?
Âges sombres (de 380 000 ans à environ 150 millions d’années): L’Univers est rempli de gaz neutre et il n’y a pas encore d’étoiles.
Formation des premières étoiles et galaxies (à partir d’environ 150 millions d’années): Les premières structures se forment sous l’effet de la gravité.
Qu’est ce que l’univers ordinaire ?
Notre Univers se compose de matière dite « ordinaire » qui va constituer tout ce qui nous entoure comme les atomes de notre corps, les étoiles ou les planètes.
De quoi est composé notre univers ?
Réponse Feynman : L’univers est un mélange de trois ingrédients principaux : la matière ordinaire, comme les étoiles et les planètes, la matière noire invisible, et une mystérieuse énergie noire qui accélère l’expansion de l’univers.
Définition Technique : L’univers est composé (Cosmologie) d’environ 5% de matière baryonique (ordinaire), 27% de matière noire froide et 68% d’énergie noire, selon le modèle cosmologique standard ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter).
Contexte : La composition de l’univers a été déterminée au cours du XXe siècle grâce aux observations astronomiques et aux développements de la cosmologie, notamment les travaux sur le fond diffus cosmologique menés par le satellite Planck de l’Agence spatiale européenne entre 2009 et 2013.
Qu’est-ce que l’époque de Planck ?
Réponse Feynman : C’est la toute première période de l’univers juste après le Big Bang, tellement courte qu’on ne peut presque pas l’imaginer. C’était une époque extrêmement chaude et dense, où les lois de la physique que l’on connaît ne s’appliquaient pas encore.
Définition Technique : C’est le premier intervalle de temps (Cosmologie) dans l’histoire de l’univers, s’étendant de 0 à 10-43 secondes après le Big Bang, durant lequel les quatre interactions fondamentales étaient unifiées et la physique est régie par une théorie quantique de la gravitation.
Contexte : L’époque de Planck, nommée d’après le physicien Max Planck (1858-1947), est une période hypothétique car nos théories physiques actuelles, comme la relativité générale, ne sont plus valides à des échelles de temps aussi courtes, qui se sont déroulées au tout début du XXe siècle.
Qu’est-ce que l’énergie noire ?
Réponse Feynman : C’est une forme d’énergie mystérieuse qui remplirait tout l’univers et qui agirait à l’opposé de la gravité, en accélérant l’expansion de l’univers, un peu comme un antigravité invisible. (force répulsive)
Définition Technique : C’est une forme d’énergie hypothétique (Cosmologie) qui exerce une pression négative et se comporte comme une force répulsive, expliquant l’accélération de l’expansion de l’univers observée depuis la fin des années 1990.
Contexte : Le concept d’énergie noire a été introduit suite à la découverte de l’accélération de l’expansion de l’univers en 1998 par deux équipes indépendantes, l’une dirigée par Saul Perlmutter (né en 1959), l’autre par Brian Schmidt (né en 1967) et Adam Riess (né en 1969), marquant un tournant dans la cosmologie moderne.
Qu’est-ce que la matière noire ?
Réponse Feynman : C’est une sorte de matière invisible qui compose une grande partie de l’univers. On ne peut pas la voir directement, mais on sait qu’elle est là car elle influence la gravité, un peu comme un fantôme que l’on devine par ses actions.
Définition Technique : C’est une forme hypothétique de matière (Astrophysique) qui n’émet ni n’absorbe la lumière ou toute autre forme de rayonnement électromagnétique. Sa présence est déduite de ses effets gravitationnels sur la matière visible et le fond diffus cosmologique.
Contexte : L’existence de la matière noire a été proposée pour la première fois par Fritz Zwicky (1898-1974) en 1933 pour expliquer les vitesses de rotation anormalement élevées des galaxies dans les amas. Son existence est aujourd’hui largement acceptée par la communauté scientifique.
Qu’est-ce que l’univers observable ?
Réponse Feynman : L’univers observable, c’est la partie de l’univers que nous pouvons voir et étudier avec nos télescopes, un peu comme si tu regardais un grand jardin à travers une fenêtre. Tout ce que nous pouvons voir a mis du temps à nous atteindre, donc nous voyons l’univers tel qu’il était dans le passé.
Définition Technique : L’univers observable est la région de l’univers (Cosmologie) dont la lumière a eu le temps d’atteindre la Terre depuis le Big Bang, ce qui signifie que nous pouvons observer des objets jusqu’à environ 13,8 milliards d’années-lumière de distance. Cela définit une sphère autour de nous, limitée par l’horizon cosmique.
Contexte : Ce concept a été formalisé au cours du 20ème siècle par des astronomes comme Edwin Hubble (1889-1953), qui a étudié l’expansion de l’univers dans les années 1920.
Qu’est-ce que la singularité initiale ?
Réponse Feynman : La singularité initiale, c’est comme un point très petit et très chaud où tout l’univers a commencé, un peu comme si tu avais une boule de feu incroyablement dense. À ce moment-là, tout était concentré en un seul endroit avant de commencer à s’étendre.
Définition Technique : La singularité initiale est un concept (Cosmologie) qui désigne un état de densité infinie et de température extrême au début de l’univers, où les lois de la physique telles que nous les connaissons ne s’appliquent plus. Cela représente le point de départ de l’expansion de l’univers, selon le modèle du Big Bang.
Contexte : Ce concept a été introduit dans les années 1970 par des cosmologistes comme Stephen Hawking (1942-2018), qui a étudié les implications de la relativité générale d’Einstein (1879-1955) dans le cadre de l’évolution de l’univers.
Qu’est-ce que l’inflation cosmique ?
Réponse Feynman : L’inflation cosmique, c’est comme si l’univers avait fait un énorme bond en avant très rapidement juste après sa naissance, un peu comme un ballon qui se gonfle en un clin d’œil. Cela a aidé à expliquer pourquoi l’univers est si grand et si uniforme aujourd’hui.
Définition Technique : L’inflation cosmique est une théorie (Cosmologie) qui propose qu’un rapide et exponentiel étirement de l’univers a eu lieu dans les premières fractions de seconde après le Big Bang, entraînant une homogénéité et isotropie à grande échelle. Ce phénomène résout des problèmes comme l’horizon et la platitude de l’univers observable.
Contexte : Cette théorie a été formulée par Alan Guth (1947-), un physicien américain, en 1980, au cours de la période de développement des modèles cosmologiques contemporains.
