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Les distances, les vitesses



Je suis étudiant en licence physique/chimie à Marseille et j'ai choisi en projet scientifique le thème "des poussières interstellaires". Ma question est : Comment pouvez-vous positionner les objets observés (étoiles, galaxie...etc..) avec vos instruments optiques? Sachant que le doute subsiste sur l'architecture de l'univers et sur le trajet de la lumière observée.


Ce que l'on mesure sur Terre sont les positions des objets célestes projetées sur un plan perpendiculaire à la ligne de visée, et elles sont relatives aux objets les plus lointains, par exemple les quasars. La structure exacte de l'Univers n'entre pas dans la mesure de ces positions. Les distances auxétoiles de notre Galaxie sont déduites, pour les plus proches, de l'effet de parallaxe induit par le mouvement de la Terre autour du Soleil. Pour lesétoiles plus lointaines on utilise essentiellement les luminosités intrinsèques déduites des objets les plus proches.

Par contre, la distance à une galaxie lointaine n'est pas une quantité directement mesurable. Elle est déduite du décalage vers le rouge observé dans le spectre qui est dû à l'expansion de l'Univers. Cette relation (loi de Hubble), établie pour les galaxies les plus proches, est mal connue pour les objets les plus lointains car vient se greffer la-dessus de l'évolution des galaxies dans le temps. En effet, plus on regarde loin dans l'espace plus on regarde loin dans le temps et la distance ne peut plus être déduite de la luminosité observée car celle-ci a du certainement varier dans le temps. Pour cela on utilise les Supernovae que l'on suppose ayant des luminosités intrinsèques connues, ce qui est en soi une hypothèse de travail.

L'influence des poussières interstellaires est d'atténuer la lumière d'une manière qui dépend de la longueur d'onde. Cet effet, qui est bien connu, est pris en compte dans le calcul des distances aux étoiles et aux galaxies.



Tout d'abord bonjour, j'aimerais savoir si j'ai de bonnes chances de devenir astronome si je sors d'école d'ingénieurs. Quel est votre cursus à vous ?

J'ai une autre question : si un train roule a 30 km/h et que je marche dans le train a 30 km/h, est ce qu'on peut dire que je suis à 60 km/h. Si oui c'est bizarre parce que si maintenant le train va à la moitié de la vitesse de la lumière (c'est possible en théorie) et que je marche à la moitié de la vitesse de la lumière, alors je suis a 300 000 000 m/s par rapport au sol !

Encore une autre question : pourquoi dit-on qu'on ne peut pas atteindre la vitesse de la lumière si la lumière elle le fait ? ! Merci de bien vouloir répondre a ces questions un peu bizarres.


Il est toujours possible de devenir astronome si vous avez fait des etudes superieures en sciences et prepare une these. Mais vous pouvez participer a l'astronomie tout en ayant une formation d'ingenieur. Nous en avons un bon nombre a l'OHP (optique, electronique, informatique, mecanique, etc.) Voici la page decrivant le parcours typique: http://www.obs-hp.fr/www/visites/car-ast-tab.html

La question sur le train fait appel a la notion de reperes inertiels. Si vous voyagez dans un appareil quelconque (voiture, train, avion) et si cette vitesse est parfaitement constante, vous ne vous appercevrez pas. La mouche qui vole dans le train se deplace par rapport a l'interieur du wagon. Elle ne "vole" pas a la vitesse du train.

Seulement s'il y a acceleration on sentira qu'on est sur un objet en mouvement. Toute vitesse est exprime par rapport a un repere. La Terre tourne sur son axe et se deplace sur son orbite autour du Soleil. Le soleil se deplace par rapport aux autres etoiles et l'ensemble tourne autour de la Galaxie, qui elle se deplace par rapport aux galaxies du Groupe Local, qui lui se deplace par rappport a d'autres amas de galaxies. Et ainsi de suite... Si les vitesses sont constantes, vous ne percevrez que la vitesse qui peut etre mesuree par rapport a un repere.

Aucun objet ayant une masse ne peut atteindre la vitesse de la lumière, car il lui faudrait une energie infinie et un temps infini. La lumiere est composee de photons ni n'ont aucune masse, ce seulement de l'energie electromagnetique. Elle se deplace par definition (equations de Maxwell) a la vitesse de la lumiere.



Nous sommes des élèves de Terminale S, dans le cadre des TIPE nous étudions les différentes méthodes de mesures de distance dans le système solaire. Malheuresement, nos recherches ne sont pas fructueuses. Auriez vous s'il vous plaît des informations à ce sujet? Merci de votre aide, salutations distinguées.


Vous pouvez commencer par consulter les sites webs suivants:
http://www.imcce.fr/vt2004/fr/calculer.html
http://portail.imcce.fr/page.php?nav=fr/ephemerides/astronomie/Promenade/pages3/324.html
http://osug.obs.ujf-grenoble.fr/enseignement/dds/doc_pedago/tue350/031215/tue350_11_fichiers/frame.htm



Si une particule arrive, avec la vitesse de la lumière (c'est à dire, selon Einstein, le temps ne passe plus), dans un trou noir (c'est à dire, selon Hawking, le temps passe moins vite), est-ce qu'elle remonterait ainsi le temps ?


Une particule ayant une masse non-nulle ne peut jamais atteindre la vitesse de la lumiere, qui est en fait une limite physique absolue. (il faudrait un temps infini pour atteindre une telle vitesse). Donc pas d'espoir de remonter le temps comme ca...

D'ailleurs, por une particule voyageant a 99% de la vitesse, le temps s'ecoule seulement 7 fois plus lentement qu'au repos. Et pour 99.9% de la vitesse de la lumière le facteur de ralentissement n'est que de 22.



Dans le cadre de mes recherches sur l'effet Doppler, je concentre en ce moment mon énergie sur son application en astronomie. Je souhaiterais notamment savoir s'il est possible à notre niveau de déduire d'un spectogramme une vitesse radiale, s'il est possible de se procurer de tels documents, et pour quel type de corps céleste? Qu'en est-il de la mesure de l'expansion de l'Univers avec l'effet Doppler? Est-ce réellement une de ses applications? Merci d 'avance pour le temps que vous pourrez consacrer à me répondre. Cordialement


L'effet Doppler est l'un des puisants outils dont dispose l'astronome. Pour les étoiles il nous renseigne sur leurs vitesses dans la ligne de visée et a permis la découverte de planètes autour des étoiles les plus proches :
(voir p.ex. http://www.obs-hp.fr/www/nouvelles/une_exoplanete.htm).

Vous pouvez vous procurer des spectres d'étoiles dans notre banque de données
(http://www.obs-hp.fr/www/archive/tgmet-lib/library.html)

Pour les galaxies, c'est la méthode utilisée pour déterminer leurs distances car l'expansion de l'Univers fait que plus une galaxie est loin plus elle s'éloigne vite de nous.