Module 10 : Cosmologie Flashcards
Qu’est-ce qu’un étalon de distance ?
- Étudier des étoiles dont on connait très bien le comportement et la luminosité intrinsèque
- Utilisé pour déterminer des distances
Quels sont les deux types d’étalon de distance les plus utilisés ?
- Céphéides
- Supernova de type Ia
Comment fonctionne les Céphéides ?
- Traversent une phase d’instabilité qui crée des pulsations
- Rayon varie périodiquement (jours et semaines) donc ceci change la T de surface et la luminosité
Comment varie la relation période-luminosité ?
+ l’étoile est lumineuse et massive = + période de pulsation est longue (loi leavitt)
Comment une supernova de type Ia est créée?
Masse maximale d’une naine blanche (Mchandrasekham = 1,44Msolaire), si naine accumule de la matière et dépasse cette masse = explosion = supernova Ia
Quels sont les deux processus de création d’une supernova ?
- Naine et étoile normale qui font un transfert de matière
- Collisions entre 2 naines
Quel est l’avantage d’une supernova de type Ia ?
Visibles à de bcp + grandes distances
Comment fonctionne la détermination des distances avec les supernovas
Variation de lumière en fonction du temps très caractéristiques, sachant que la luminosité intrinsèque étalonnée est toujours la même. Mesure de la luminosité apparente donne la distance
Que nous permet de calculer la loi Hubble-Lemaitre ?
Relation entre la distance d’une galaxie et sa vitesse par rapport à nous (proportionnelles)
Pente = cte d’Hubble
Décrire l’évolution de l’Univers après le Bing Bang ?
- Univers très chaud, composé de radiation et de particules élémentaires
- Des premières minute de l’expansion = refroidissement et fusion entre protons et neutrons pour créer du deutérium, He et peu Li = galaxies à haut redshift
- Peu d’étoiles se formaient au début, ensuite baby boom, ensuite net déclin
Quelles sont les caractéristiques des galaxies à haut redshift ?
- Formes étranges
- Bcp d’interactions
- Moins riches en éléments lourds
À quoi est dû le déclin de formation d’étoiles ?
- Expansion de l’univers
- lente transformation de gaz en étoile avec le temps (matière 1ère s’épuise)
Quelles sont les 4 prédictions du Bing Bang ?
- Loi Hubble-Lemaitre
- Densité de matière & énergie plus élevée dans le passé
- Nucléosynthèse primordial
- Évolution des galaxies
Que stipule la loi Hubble-Lemaitre ?
La vitesse relative des galaxies est proportionnel à leur éloignement
Que stipule la prédiction sur la densité de matière et d’énergie plus élevée dans le passé ?
L’univers était plus chaud il y a environ 13 Ma (rayonnement fossile)
Qu’est-ce que la nucléosynthèse primordiale ?
Formation d’atomes légers (H, He, Li)
Que stipule la prédiction sur l’évolution des galaxies ?
+ on regarde loin, + les galaxies sont morphologiquement et chimiquement différentes d’aujourd’hui
Pourquoi seuls l’hydrogène et l’hélium ont été produits dans les premiers moments de l’expansion ?
Quelques minutes après le Bing Bang gros refroidissement et la pression était trop basse pour que la nucléosynthèse continue, donc les autres éléments se sont formés dans le coeur des étoiles ou dans les milieux interstellaires des galaxies
Qu’est-ce que la constante cosmologique ?
- “Masse volumique du vide”
- Représente une forme d’énergie sombre hypothétique responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers
- Utilisée pour modéliser la densité d’énergie de l’énergie sombre, liée à la densité qui détermine la géométrie de l’univers
Qu’est-ce que la densité critique ?
Densité d’énergie totale pur donner à l’univers une géométrie plate
Quels sont les trois types d’espaces cosmologiques ?
- Ouvert : lignes droites sont des trajectoires courbes qui s’éloignent et les angles d’un triangle sont < 180
- Plat : lignes droites sont des trajectoires courbes qui finissent par se recouper et les angles d’un triangle sont > 180
- Fermé : lignes droites sont des trajectoires les plus courtes entre deux points et les angles d’un triangle sont = 180
Quels sont les liens entre les types d’espaces cosmologiques et la densité critique ?
- Si densité totale < D.C. = univers ouvert et courbure négative
- Si densité totale > D.C. = univers fermé et courbure positive
- Si densité totale = D.C. = univers plat
Comment trouve-t-on la distance des quasars ?
En mesurant leur décalage spectral et en utilisant la loi de Hubble
La meilleure façon de déterminer les distances aux autres galaxies est de chercher des objets pour lesquels on connaît :
La luminosité
Quand est-ce que la méthode de détermination des distances utilisant les supernova Ia donnera une valeur trop grande ?
De la poussière interstellaire obscurcit la vue
Quel est l’ordre croissant de distance entre Andromède, le Grand Nuage de Magellan et l’amas de la Vierge ?
GNM, Andromède, Vierge
Quelle supposition est nécessaire pour juges des distances des galaxies à partir de leur dimension angulaire ?
Toutes les galaxies du même type ont à peu près la même dimension
Si la cte de Hubble est 2x plus grande que ce que l’on croit, l’âge maximum de l’univers serait de combien ?
La moitié
Pourquoi nous observons des évènements que dans le passé ?
La vitesse de la lumière est finie
Que se passerait-il avec un objet de 14 Gal si on suppose que l’Univers est statique et que tout ait été créé en même temps il y a 13 Gal ?
Nous ne le verrons pas avant 1 Ga
Pourquoi le fond diffus cosmologique est visible dans toutes les directions ?
Nous regardons l’Univers quand il était jeune dans toutes les directions
Quand a été produit l’hélium que l’on retrouve aujourd’hui dans l’Univers ?
Bien avant la formation des galaxies et des étoiles
Comment varie la constante de Hubble ?
- Elle change avec le temps
- Elle est identique dans tout l’univers à un temps donné
Qu’est-ce qui explique l’observation récente de supernova distantes qui confirme la présence d’énergie sombre (ou existence d’une constante cosmologique non nulle) ?
L’expansion de l’Univers s’accélère
Quand l’univers est devenu transparent ?
Lorsque les électrons se sont recombinés aux noyaux d’hydrogène et d’hélium
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?
Parce que seule une petite fraction de l’He observé peut être produit dans les étoiles
Que stipule le paradoxe d’Olbers ?
Dans un Univers infini avec une infinité d’étoiles, le ciel devrait être brillant
Selon la relation distance-vitesse de récessions, comment la vitesse des galaxies apparaitraient si l’Univers est fermé et que nous l’observons quand il a commencé à se contracter ?
Positives pour les galaxies proches et négatives pour de grandes distances
Qu’est-ce que prouve le rayonnement de fond à 2,7K ?
L’Univers a évolué à partir d’un état chaud et dense
