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Astronomie

Depuis tout temps, l'homme s'est émerveillé en admirant le ciel nocturne et a essayé de comprendre ce qu'il voyait.
On retrouve ainsi des dessins datant de plus de 5000 ans s'inspirant d'observations du ciel.
Ces observations ont tout d'abord permis une mesure du temps de plus en plus précise.
La position des astres se répétant régulièrement a donné naissance à l'Année.
Les douze pleines lunes dans une année ont donné naissance à nos 12 mois.
Des astres "erratiques", nos planètes, ont été identifiés, avec leur mouvement apparent périodiquement rétrograde sur fond de ciel immuable.
Ont été découvertes ainsi, à l'oeil nu, Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne.

Pendant très longtemps, nous avons cru être le centre de ce monde car de manière "évidente" tout tourne autour de nous, à commencer par le soleil.
Les savants de l'époque ont même élaboré des modèles compliqués pour traduire cela: les épicycles.
En l'an 150 , Ptolémée dans son Almageste compilait ces savoirs avec un catalogue de 1022 étoiles et 48 constellations, il diffusait des "tables faciles" pour connaitre la position des astres par avance.
Le modèle héliocentrique, avec la Terre tournant autour du soleil, avait pourtant été imaginé très tôt et avait ses partisants, mais il était alors techniquement impossible d'en apporter la moindre preuve.
L'évidence du soleil tournant autour de la Terre, positionnant l'homme au centre du monde, simposait naturellement.
Le modèle géocentrique a ainsi perduré jusqu'au 15ème siècle, car il permettaient une prédiction du mouvement des planètes relativement juste, qui semblait le conforter.

Mais l'accumulation des données d'observation et l'amélioration de leur précision ont conduit Copernic à revisiter le modèle héliocentrique en 1510.
En postulant que le soleil est au centre de notre système, que la Terre ainsi que les autres planètes tournent autour de lui, suivant de simples orbites circulaires.
Il ne pouvait pas prouver que cette théorie était juste, mais elle simplifiait tellement la description mathématique du mouvement des astres, qu'elle lui semblait aller de soi.
Kepler va ensuite améliorer ce modèle en intégrant les orbites elliptiques, avec cette fois des résultats plus précis que ceux des modèles à épicycles.
Galilée invente sa lunette et conforte ce modèle par des observations de lunes gravitant autour de Jupiter.
Newton apportera finalement une démonstration théorique de ces mouvements orbitaux avec sa loi sur la gravitation.
Après de fortes résistances, religieuses en particulier, le modèle héliocentrique finit par s'imposer.
Ce fut une vraie révolution ;)

Système solaire

Le système solaire est composé de 8 planètes gravitant autour du soleil.
Pluton n'est plus considérée comme une planète, du fait de sa faible taille, de son écliptique décalée, de son orbite très elliptique
Encore d'autres objets "sombres" sont en gravitation autour du soleil au-delà de Pluton : Ceres, Makemake, Haumea, Eris.

Le soleil

Notre soleil est à peu près à mi-vie avec 4.6 milliards d'années (il devrait atteindre 10 milliards d'années).
Mais sa luminosité va augmenter de 10% à chaque milliard d'années à venir, compromettant ainsi la vie sur Terre.
Lorsqu'il aura utilisé tout son combustible, il passera par une phase d'expansion et deviendra une géante rouge.
Son rayon passera de 0.7 million de km à 170 millions, englobant Mercure, Vénus et la Terre dans son périmètre.
Il gonflera et expulsera une partie de sa matière, ressemblant alors à une nébuleuse.
Puis il s'effondrera pour former une naine blanche, de la taille de la Terre soit 1% de sa taille actuelle.

Le soleil est principalement composé d'hydrogène (74%), qui sous l'énorme pression en son centre, fusionne et se transforme en hélium (25%).
Chaque seconde, 620 millions de tonnes d'hydrogène fusionnent et génèrent 615.7 millions de tonnes d'hélium.
La différence de masse est libérée sous forme d'énergie, c'est celle-ci qui nous parvient à travers le rayonnement solaire.

Il règne 15 millions de degrés Kelvin en son centre, 5500 degrés en surface et 5 millions estimés dans sa couronne.
Malgrès son éloignement, 150 millions de km, il est impossible de le regarder longuement à l'oeil nu au risque de se brûler la rétine.
Sa lumière met 8 minutes pour parvenir jusqu'à nous : il est à 8 minutes lumière.

Le soleil tourne autour de lui-même en 25 jours, et autour du centre de la galaxie en 220 000 ans.
Le diamètre du soleil est de 1.4 millions de km.
Sa masse représente 99.85% de l'ensemble du système solaire.

La Terre

On a longtemps cru que la Terre était plate.
Mais dès 600 av JC, l'interprétation des observations fait émerger l'idée qu'elle est sphérique.
En effet, dès que l'on se déplace sufisamment sur la terre, on voit l'horizon changer ce qui est contradictoire avec une terre plate.
Les marins en particulier constatent ce phénomène, avec des phares qui semblent émerger de l'horizon en approche des ports, et voient de plus la courbure de l'horizon sur les mers.

Plusieurs calculs sont faits par les partisans de la sphéricité, pour estimer les dimensions de la terre.
En 230 av JC, Eratosthène, qui aimait mesurer l'impossible, calcule que la circonférence de la terre fait 250 000 stades soit 39 000 km
Ce résultat est remarquable car très proche des valeurs ultra précises connues aujourd'hui soit 40 008 km sur un méridien (40 075 à l'équateur).
Il s'est basé sur la distance estimée entre Alexandrie et Syène, qu'il supposait sur le même méridien, soit 5000 stades (x ~168m) et la différence d'angle entre les ombres projetées le même jour (21 juin à midi) entre ces deux villes : pas d'ombre à Syène car sur le tropique du cancer et ombre de 1/50 de 360° à Alexandrie.
La circonférence totale serait donc de 5000 x 50 = 250 000 stades soit 39 000 km !

Taille relative des planètes et distance par rapport au soleil


Positions des planètes autour du soleil

Voici les positions actuelles des planètes dans notre système solaire.

Explorer le système solaire en temps réel

La NASA a créé un outil pour visiter le système solaire tel qu'il est en ce moment.
Vous pouvez ainsi découvrir la position actuelle de chaque planète sur son orbite, savoir laquelle est la plus proche de nous aujourd'hui par exemple.
Vous pouvez sélectionner une planète, puis zoomer pour la visiter de près, ou reculer jusqu'à voir notre Galaxie.

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Et beaucoup d'autres choses encore.

Constellations

Depuis la terre, par une nuit sans lune, on peut admirer une multitude d'objets célestes.
Depuis tout temps, ces points lumineux que sont les étoiles ont intrigué.
Les mésopotamiens rédigent les premiers traités de cosmologie, ils recensent les étoiles individuellement vers 2500 av JC, puis projettent des représentations des divinités ou des rois construites sur des constellations d'étoiles.
Les Grecs vont reprendre et poursuivre ces travaux en définissant 48 constellations dont les 12 du zodiaque dès 200 av JC.
Après une longue histoire avec des apports de toutes les civilisations, en 1920, l'union astronomique internationale définit rigoureusement 88 constellations, réparties pour moitié dans chaque hémisphère.

Constellations hémisphère Nord et Sud


Constellations et Signes du Zodiaque

Il a été remarqué que la trajectoire du soleil et des planètes dans le ciel se faisait sur un plan (écliptique)
Le bandeau de ciel ainsi parcouru en apparence par le soleil a été nommé "zodiaque", les 13 constellations présentes dans ce bandeau sont devenues zodiacales.
Il a été retenu 12 constellations parmi ces 13 pour les faire correspondre plus ou moins bien aux 12 mois de l'année.
Chaque mois couvre une distance égale de 30 dégrés (alors que les constellations elles sont très variables).
Les signes zodiacaux ont pris leur essor donnant naissance à l'astrologie il y a maintenant près de 2000 ans.
La 13ème constellation zodiacale, le Serpentaire, n'a pas eu droit à la renommée des 12 autres.



Décalage des dates des zones du zodiaque
Depuis la création des signe zodiacaux, le moment où le soleil entre dans un signe a bien changé.
Ceci du fait de la précession des équinoxes:
La Terre tourne sur elle même sur un axe incliné de 23.5°
Or comme pour une toupie, le sommet de cet axe incliné va lui même faire des rotations.
Pour la Terre, une rotation complète se fait en 25 800 ans.
Et cela change le temps que la terre met pour faire le tour du soleil, et donc la vue du zodiaque depuis la terre à une date donnée.
Ainsi, le soleil "entre" dans les mois zodiacaux avec presque un mois de retard par rapport à il y a 2000 ans.
L'astrologie n'étant pas de l'astronomie, elle reste en par convention aux dates telles que lors de la création des mois zodiacaux.

Voie lactée

Cette bande lumineuse zébrant le ciel était un mystère jusqu'à l'invention de la lunette de Galilée, il découvre alors en 1610 qu'elle est constituée de nombreuses petites étoiles.
Il faudra encore beaucoup d'observations et de découvertes pour comprendre sa nature véritable.
Quand on regarde la voie lactée, on voit une partie de notre Galaxie.
C'est comme un disque renflé en son milieu et constitué d'une multitude d'étoiles.
Etant immergé dans ce disque, on en voit une tranche, dans son épaisseur.

Notre Galaxie

Au début c'étaient surtout les intuitions qui prévalaient, mais de nombreux progrès ont été faits dans l'observation.
Nous avons des télescopes sur terre, dans l'espace, des satellites, des techniques de mesure des distances, des observations dans le domaine du non visible des ondes radio, du traitement de l'information avec de puissants calculateurs.
Tout ceci nous a donné une connaissance incroyablement précise de notre Galaxie que l'on peut maintenant cartographier comme si on la voyait depuis un point lointain.
Il reste bien sûr beaucoup à découvrir, ne serait-ce que sa masse totale.

Notre Galaxie est constituée de 200 à 400 Milliards d'étoiles.
Une partie de ces étoiles possède des planètes (100 Milliards ?)
L'ensemble de ces étoiles forme un disque de 100 0000 AL (année-lumière) de diamètre et 1000 AL d'épaisseur.
Ce disque est renflé en son milieu où se trouve un trou noir hyper massif Sagittarius A.
Les étoiles sont distribuées le long de bras en forme de spirale.
Notre Galaxie est du type spirale barrée (barre transversale en son centre).
Notre système solaire se situe sur l'un des ses bras, celui d'Orion, à 26 700 AL du centre.


Galaxie d'Andromède ou M31

Pratiquement tout ce que l'on voit dans le ciel à l'oeil nu fait partie de notre Galaxie.
Une belle exception concerne la galaxie d'Andromède.
Lors de sa découverte, elle a été qualifiée de "nébuleuse" car on ne savait sa nature exacte.
Il fallut attendre les années 20 pour que l'on découvre qu'il s'agissait en fait d'une galaxie.
Elle est donc en dehors de notre propre galaxie, dans un espace lointain, à 2.55 millions d'AL
Elle est beaucoup plus grande que la notre, avec un diamètre de 220 000 Al et composée de 1000 Milliards d'étoiles.
Son diamètre apparent fait 6 fois le celui de la Lune, mais à l'oeil nu on voit surtout son centre.

Il s'avère que le galaxie d'Andromède et la notre se rapprochent l'une de l'autre, à 120 km/s.
Elles vont se rencontrer et probablement fusionner dans 4 Milliards d'années.

Notre Groupe Local de galaxies

Une vingtaine de galaxies naines orbitent autour de la galaxie d'Andromède.
Et en "prenant du recul" on compte plus de soixante galaxies dans le voisinage de la galaxie d'Andromède et de notre Voie Lactée.
Ceci dans un espace de 10 Millions d'Al de diamètre.
Cet ensemble est notre Groupe Local, Andromède et la Voie Lactée en sont les deux plus importantes galaxies.

Amas de galaxies

Notre Groupe Local, ainsi que d'autres groupes de quelques dizaines de galaxies, sont en périphérie d'un amas de galaxies : l'amas de la Vierge.
Cet amas contient plus de 2000 galaxies visibles depuis la Terre, son diamètre est de l'odre de 15 millions d'AL.
L'amas suivant le plus proche est l'amas de Coma à 320 millions d'AL et comprenant plus de 1000 galaxies visibles.

Contrairement aux groupes de galaxies, les amas contiennent des galaxies elliptiques géantes (diamètre 20 millions d'AL).
L'amas de la Vierge en contient 3, celui de Coma 2.
Ces galaxies géantes attirent les galaxies plus petites dans leur espace gravitationnel et finissent par les absorber quand elles sont trop proches.
Elles gorssissent ainsi par canibalisme au fil du temps.

Super Amas de galaxies

Les Amas de galaxies sont eux aussi regroupés dans un grand ensemble, les super-amas.
Ainsi l'amas de la Vierge fait partie du super Amas de la Vierge (même nom mais bien différent)
Le Superamas de la Vierge regroupe environ 10 000 galaxies, réparties dans une centaine d'amas dominés par l'amas de la Vierge situé près de son centre.
Le Groupe local est situé près du bord et est attiré par l'amas de la Vierge.

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