Documents pour «astrophysique»

Documents pour "astrophysique"
Affiche du document LA COSMOLOGIE AUJOURD'HUI : RÉPONSES ET QUESTIONS

LA COSMOLOGIE AUJOURD'HUI : RÉPONSES ET QUESTIONS

François BOUCHET

1h21min33

  • Médias d'information: journalisme et édition
L'Institut d'astrophysique de Paris se met au direct ! La 11e conférence « à distance » aura lieu mardi 5 janvier 2021 à 19h30, et sera donnée par François Bouchet (astrophysicien, directeur de recherches au CNRS, directeur de l'IAP à partir du 1er janvier 2021).

50 minutes de présentation, suivies de vos questions sur le chat : https://www.youtube.com/HXDikvpvdow
L'astrophysique est incroyablement prolixe en découvertes extraordinaires qui renouvellent notre vision du monde, de la découverte de multiples exoplanètes aux propriétés inattendues, l'ouverture d'une nouvelle fenêtre sur l'Univers grâce au rayonnement gravitationnel, jusqu'à l'exploration des confins de l'espace et du temps que révèle la cosmologie. La mission spatiale Planck vient de livrer ses derniers résultats, reposant largement sur le travail effectué à l'Institut d'astrophysique de Paris. Je parlerai de l'objet de cette mission - la cartographie détaillée du rayonnement fossile - des résultats obtenus en analysant les données et en les confrontant à ceux obtenus par d'autres méthodes. Si la cosmologie est maintenant dotée d'un modèle standard, nombre de questions restent ouvertes et de très nombreuses expériences sont en cours pour tenter d'y répondre. La révolution est-elle au coin de la rue ? En tout cas, les chercheuses et les chercheurs de l'IAP sont bien présents sur tous ces fronts !

Le programme de nos conférences à distance à venir : http://www.iap.fr/science/conferences/
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Affiche du document LES SURSAUTS GAMMA

LES SURSAUTS GAMMA

Frédéric DAIGNE

1h31min54

  • Médias d'information: journalisme et édition
Les sursauts gamma sont des phénomènes brefs mais très énergétiques
observés dans le ciel avec une fréquence de l'ordre de un par jour, dans
le domaine spectral des rayons gamma. Ils occupent une place importante
dans le domaine de l'astrophysique des hautes énergies depuis que l'on
sait qu'ils se produisent à des distances cosmologiques, ce qui en fait
les explosions les plus énergétiques de l'Univers. On les associe à la
naissance d'un trou noir suite à l'effondrement d'une étoile très
massive ou la fusion de deux étoiles à neutrons. Un tel événement est
suivi d'une éjection de matière à des vitesses proches de la lumière,
qui conduit au phénomène très brillant observé. Les sursauts gamma sont
donc des explosions d'étoiles observables jusqu'aux confins de
l'Univers.


Dans cette conférence, je raconterai l'histoire de la découverte des
sursauts gamma et j'expliquerai comment leur distance phénoménale a pu
être mesurée. Je décrirai ensuite la compréhension actuelle que nous
avons de ces phénomènes, dans lesquels interviennent des conditions
physiques particulièrement extrêmes, impossibles à reproduire au
laboratoire. J'illustrerai aussi les liens des sursauts gamma avec
d'autres champs de l'astrophysique (physique stellaire et cosmologie en
particulier), avec les efforts instrumentaux actuels pour rechercher des
« nouveaux messagers » (ondes gravitationnelles et neutrinos de haute
énergie), et avec la physique fondamentale (utilisation des sursauts
gamma comme tests de nouvelle physique).
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Affiche du document L'OBSERVATOIRE DE PARIS AU 19e SIÈCLE

L'OBSERVATOIRE DE PARIS AU 19e SIÈCLE

James Lequeux

1h21min47

  • Médias d'information: journalisme et édition
Conférence de l'Institut d'astrophysique de Paris (IAP) présentée par James Lequeux (astronome émérite à l'Observatoire de Paris), le 6 janvier 2015 à l'IAP.
L'Observatoire de Paris au 19e siècle a été dominé par deux fortes
personnalités, aussi différentes que possible : François Arago de 1810 à
1853, et Urbain Le Verrier de 1854 à 1877. Très ouvert, Arago a fait de
l'Observatoire un centre de la physique, et créé l'astrophysique :
ses travaux personnels, un peu oubliés, méritent d'être réhabilités. Il a
cependant laissé se dégrader l'institution en raison d'un certain
népotisme, de ses nombreuses autres occupations, politiques notamment,
et aussi parce qu'il était sous la coupe du Bureau des longitudes. Le
Verrier, scientifique
éminent mais solitaire, l'a remontée efficacement, mais ses méthodes
dictatoriales ont conduit à sa révocation en 1870 (il a été réintégré
trois ans après !). L'astrophysique naissante a périclité sous son règne
et a eu bien des difficultés à se développer après sa mort. C'est
contraint et forcé
que Le Verrier a engagé Foucault comme physicien de l'Observatoire.
Foucault y a créé le télescope moderne à la fin des années 1850, et y a
fait sa magnifique mesure de la vitesse de la lumière en 1862 : c'est de
cela, en plus des travaux personnels de Le Verrier, dont se souvient
l'histoire.
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Affiche du document Les neutrinos dans l'Univers

Les neutrinos dans l'Univers

Daniel VIGNAUD

1h12min36

  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
  • Physique
Notre corps humain contient environ 20 millions de neutrinos issus du big bang, émet quelques milliers de neutrinos liés à sa radioactivité naturelle. Traversé en permanence par 65 milliards de neutrinos par cm2 par seconde venus du Soleil, il a été irradié le 23 février 1987 par quelques milliards de neutrinos émis il y a 150000 ans par l'explosion d'une supernova dans le Grand Nuage de Magellan. Les neutrinos sont également produits dans l'interaction des rayons cosmiques dans l'atmosphère ou dans les noyaux actifs de galaxies… Quelle est donc cette particule présente en abondance dans tout l'Univers où elle joue un rôle-clé ? Inventé par W.Pauli en 1930 pour résoudre le problème du spectre en énergie des électrons dans la désintégration b, le neutrino fut découvert par F.Reines et C.Cowan en 1956, auprès du réacteur nucléaire de Savannah River (Caroline du Sud). Il n'a plus depuis quitté le devant de la scène, que ce soit chez les physiciens des particules, les astrophysiciens ou les cosmologistes. Cette particule élémentaire, sans charge électrique, n'est soumise qu'à l'interaction faible, ce qui lui permet de traverser des quantités de matière importantes sans interagir. En 1938, H.Bethe imaginait que des réactions nucléaires de fusion étaient au coeur de la production d'énergie des étoiles, en premier lieu le Soleil. Dans les années 60, les astrophysiciens se lancent dans la construction de modèles solaires et des expérimentateurs dans la construction de détecteurs pour les piéger. Il a fallu attendre 2002 pour comprendre que le déficit de neutrinos solaires observé (le célèbre "problème des neutrinos solaires") était dû à un phénomène lié à la mécanique quantique, appelé l'oscillation des neutrinos. La mise en évidence de cette oscillation a apporté la preuve décisive que les neutrinos avaient une masse non nulle. Nous ferons le point sur cette particule fascinante après les découvertes récentes.
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Affiche du document Un regard sur le futur

Un regard sur le futur

Luciano MAIANI

1h12min44

  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
  • Physique
Un regard sur le futur : pouvons-nous comprendre l'infiniment grand à partir de l'infiniment petit ? Les dernières décennies du siècle ont été témoin de progrès extraordinaires dans notre compréhension des constituants ultimes de la matière et des forces qui agissent sur eux. Grâce à l'effort de nombreux scientifiques, nous sommes parvenus à élaborer une « théorie standard » qui décrit et explique tous les phénomènes ainsi observés au coeur du monde des particules élémentaires. Avec la théorie standard, nous pouvons retracer l'histoire de l'Univers en remontant dans le temps, jusqu'à quelques fractions de milliards de secondes après le Big Bang, à un moment où la température de l'Univers s'élevait à un million de milliards de degrés centigrade. A cette époque le plasma primordial qui constituait l'Univers était peuplé de particules que nous ne pouvons produire aujourd'hui seulement dans les accélérateurs de particules les plus puissants en Europe et aux USA. L'évolution de l'Univers a été profondément affectée par les phénomènes qui se déroulèrent alors, et même avant. Ainsi la compréhension des constituants fondamentaux et de leurs interactions est cruciale pour saisir la distribution sur une grande échelle des galaxies, la matière et l'énergie qui le composent, et sa destinée finale. Malgré les progrès, des éléments importants de la microphysique sont encore à l'Etat d'hypothèse. L'existence et les propriétés du « boson de Higgs » ou la nature de la « matière noire » qui constitue l'essentiel de la masse de l'Univers devront être éclaircis par le LHC (Large Hadron Collider), une machine révolutionnaire qui mènera l'Europe à la frontière des hautes énergies. Le LHC est actuellement en construction au CERN (conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) à Genève, dans le cadre d'une collaboration internationale, et devrait entrer en activité en 2007. Le LHC et les machines qui succèderont éclaireront plusieurs aspects fondamentaux de notre monde, comme l'existence de dimensions additionnelles à l'espace et aux temps et permettront la synthèse de la Mécanique Quantique et de la Relativité Générale, le problème théorique le plus profond de notre époque.
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Affiche du document Échanges de données et observatoire virtuel

Échanges de données et observatoire virtuel

Daniel EGRET

1h09min29

  • Savoir et communication
  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
  • Gestion des entreprises et services connexes
Le Centre de Données astronomiques de Strasbourg (CDS) est au tout premier rang des équipes qui, au niveau mondial, organisent un accès de plus en plus efficace et transparent à la grande variété des archives d'observations astronomiques obtenues au sol ou dans l'espace, mais aussi des bases de données et systèmes d'information bibliographique, distribués sur toute la planète, et accessibles à travers les réseaux informatiques.
Cette activité connaît maintenant des développements spectaculaires sous le nom d'Observatoire Virtuel. L'objectif est de fournir à l'astronome professionnel (ou amateur), à travers les réseaux informatiques, l'accès aux outils les plus performants d'exploration de l'Univers astronomique, en faisant appel au très vaste ensemble d'observations et d'archives de référence résultant des grands relevés systématiques du ciel, à différentes longueurs d'onde et différentes époques, actuellement en cours ou en projet.
L'utilisation des archives n'est certes pas une nouveauté dans une science d'observation comme l'astronomie pour laquelle la variabilité des phénomènes, dans le temps et dans l'espace, peut donner une importance clef à des observations anciennes, même si celles-ci sont de moindre qualité que celles produites par les détecteurs plus modernes. Pourtant, le nouveau défi à relever apparaît considérable : c'est par centaines de téraoctets (un téraoctet = mille milliards de caractères) que se comptent les flux de données que vont produire les grands télescopes qui observent systématiquement le ciel (ou une partie du ciel) en plusieurs couleurs, plusieurs longueurs d'onde.
Les exemples de programme scientifiques envisagés dès maintenant sont très variés : un recensement systématique des noyaux actifs de galaxies --des objets si brillants qu'ils permettent de sonder l'Univers à échelle cosmologique, dans le temps et dans l'espace ; l'étude de la structure et de la distribution à grande échelle des amas de galaxies ; ou encore, la "Galaxie digitale", un projet d'étude globale de l'ensemble des populations d'étoiles constituant notre Galaxie.
La mise en place d'un Observatoire Virtuel au niveau mondial nécessite un effort important de recherche et de développement, et la mise en place de nouvelles synergies au sein de la communauté astronomique et avec les disciplines voisines. Le partenariat, dans cette entreprise, avec les spécialistes des technologies de l'information, et des méthodologies statistiques permettra de développer des nouveaux outils qui seront éventuellement utiles dans d'autres contextes ou pour d'autres sciences.
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Affiche du document Observation et cosmologie

Observation et cosmologie

Jean Loup PUGET

1h28min43

  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
La cosmologie occupe dans les sciences observationnelles une place particulière. Elle se trouve en effet à la frontière entre physique fondamentale et astrophysique aussi bien par les questions auxquelles elle essaie de répondre que par son mode de relation entre théorie et observations. Les grandes questions sur la géométrie de l'univers, son histoire, son contenu ou sa dynamique ont été posées dés le début du vingtième siècle juste après la mise au point de la relativité générale comme théorie de la gravitation. L'histoire de la cosmologie est pavée depuis près d'un siècle par des prédictions très précises et souvent basées sur des considérations de physique fondamentale ou la philosophie n'était pas absente (si on pense en particulier à l'origine de l'inertie et au principe de Mach). Certaines de ses prédictions allaient même à l'encontre des premières observations comme le “principe cosmologique ” supposant que l'univers est homogène a grande échelle. Il est frappant que beaucoup de ces prédictions, qui étaient pour certaines très difficile à tester, soient en passe d'être vérifiées. L'astrophysique, comme les sciences de la Terre, se heurte à une difficulté essentielle : la physico-chimie des objets étudiés est en général complexe et les prédictions liées à un modèle particulier ne peuvent être testées qu'avec une précision médiocre liée aux limitations évidentes de ces modèles eux même. Par contre en cosmologie, certaines prédictions peuvent être mesurées avec une précision qui les rapproche plus des expériences de physique fondamentale. L'exemple le plus spectaculaire est certainement le caractère “ Planckien ” du rayonnement cosmologique découvert par Penzias et Wilson et vérifié par le satellite COBE. L'histoire de cette prédiction née dans les années 40 de déductions hardies basées sur la physique nucléaire et finalement vérifiée dans les années 90 est un des meilleurs exemples. Il n'est pas le seul ; l'histoire de la constante cosmologique, celle de la matière noire ou surtout de la géométrie de l'Univers sont tout aussi passionnantes. Le caractère Euclidien ou non de la géométrie de notre univers est une de ces questions qu'il est difficile d'attacher à une seule discipline. Elle vient dans les dernières années d'entrer de plein pied dans la science expérimentale. Les moyens observationnels spatiaux liés à des progrès technologiques très pointus sur les détecteurs ont permis une part importante de ces vérifications spectaculaires. On retracera leur histoire durant le vingtième siècle.
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Affiche du document La palette des grands équipements d'observations en astrophysique

La palette des grands équipements d'observations en astrophysique

Daniel ROUAN

1h20min39

  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
Les regards neufs de l'astrophysicien : grands équipements et moyens nouveaux de l'astronomie Cantonné au seul domaine de la lumière visible pendant des siècles, le regard que l'astronome a posé sur l'Univers s'est aiguisé essentiellement en augmentant la taille des télescopes pour voir toujours plus loin. Puis arrive au vingtième siècle le spectrographe qui permet d'analyser cette lumière en la décomposant pour en déduire la teneur et les propriétés physiques des astres qui l'émettent. Jusqu'au milieu de ce siècle, c'est cette combinaison d'outils relativement simples qui permet d'avancer dans notre connaissance de l'Univers, à grands pas cependant, tant la lumière est porteuse d'une information riche. Aujourd'hui la palette des moyens d'investigation de l'astrophysicien s'est considérablement enrichie et permet de percevoir la musique des sphères sur une gamme devenue immense. Cette gamme, c'est en fait celle du rayonnement électromagnétique qui comprend, outre le modeste octave de la lumière visible, des dizaines d'octaves de rayonnements d'autre nature : ceux des domaines de la radio, des micro-ondes, de l'infrarouge, de l'ultraviolet, des rayonnements X et gamma. Avec l'entrée dans l'ère spatiale et l'évasion hors de l'atmosphère - le plus souvent un écran opaque à ces émissions -, d'immenses fenêtres se sont ainsi ouvertes au chercheur pour appréhender l'Univers autrement : des voiles sombres de poussières deviennent transparents, l'émission ténue de gigantesques bulles de gaz dilué est captée, des densités inouïes d'énergie ou de matière se divulguent, des températures glaciales ou infernales sont mesurées, des masses colossales de matière invisible sont traquées. Toujours habité par le désir de voir mieux et plus loin, l'astrophysicien demande aux ingénieurs de le doter d'yeux toujours plus grands, plus sensibles, plus perçants. Ces nouvelles machines, parfois coûteuses mais aux performances remarquables, remplissent effectivement leurs promesses comme le témoigne le rythme des découvertes dont les journaux nous informent presque quotidiennement. C'est ce panorama des moyens les plus récents dont s'est dotée l'astronomie moderne qui sera balayé, en évoquant les nouveaux télescopes géants et leur instrumentation, ainsi que les récepteurs et les télescopes propres à tous ces autres domaines du spectre électromagnétique qui ont commencé à être explorés, depuis la radio jusqu'aux rayons gamma. On essaiera de montrer l'apport unique de ces domaines nouveaux dans la compréhension des astres. On montrera aussi que l'Astronomie, gourmande de performances extrêmes pour ses instruments, est également un moteur du progrès technique en exigeant toujours plus : les caméras infrarouges, l'optique adaptative sont des exemples où s'est fait cet échange avec la recherche plus appliquée, pour le profit de tous.
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Affiche du document Qu'est-ce qu'une étoile ?

Qu'est-ce qu'une étoile ?

Sylvie VAUCLAIR

1h25min41

  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
"Depuis l'aube des temps les hommes regardent le ciel et étudient le mouvement de ces points brillants que sont les étoiles sur la "" sphère céleste "" : ils les ont regroupées en constellations et ils ont projeté vers elles leurs mythes terrestres. Ce n'est qu'au cours du XXe siècle cependant que la structure, la composition et l'évolution des étoiles ont pu être intimement dévoilées et comprises. Il fallait auparavant découvrir l'énergie nucléaire, qui les nourrit et leur permet de survivre pendant des milliards d'années, ainsi que tous les outils de la physique contemporaine. L'avènement des premiers ordinateurs était nécessaire pour permettre la résolution des équations qui gouvernent leur structure interne. Au delà de leur intimité, les étoiles nous ont révélé leur importance fondamentale dans l'Univers : moteurs de l'évolution du monde, nous leur devons la formation de presque tous les éléments qui composent la matière qui nous entourent et dont nous-mêmes sommes constitués. En cette fin de siècle, la connaissance de ces fascinants objets célestes atteint une apothéose, grâce à la découverte et à l'étude de leur vibrations : une nouvelle science est née, appelée "" heliosismologie "" pour le Soleil et "" astérosismologie "" pour les autres étoiles. Le XXIe siècle s'annonce prometteur dans cette nouvelle approche de nos origines ! "
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