Chap. 1
L'Univers : âge, ères, fonds diffus cosmologiques, événements futurs
- Âge de l'Univers : environ 13,8 milliards d'années.
- Ères cosmologiques :
- Ère de Planck (jusqu'à s) : conditions extrêmes, physique inconnue.
- Ère de l'inflation : expansion très rapide.
- Ère de la recombinaison (~380 000 ans) : formation des premiers atomes, photons libérés → fond diffus cosmologique.
- Ère des galaxies : formation des premières étoiles et galaxies.
- Fond diffus cosmologique (CMB) : rayonnement fossile, témoin du Big Bang, température moyenne ~2,7 K.
- Événements futurs possibles selon modèles cosmologiques :
- Big Freeze : expansion continue, refroidissement progressif.
- Big Rip : expansion accélérée détruisant la matière.
- Big Crunch : contraction de l'Univers, effondrement.
Le fond diffus cosmologique est la lumière la plus ancienne observable, vestige du Big Bang.
Chap. 2
Les 4 interactions fondamentales
| Interaction | Portée | Particules échangées | Effets principaux |
|---|---|---|---|
| Forte | Très courte (~10⁻¹⁵ m) | Gluons | Maintient les protons et neutrons liés dans le noyau |
| Faible | Très courte (~10⁻¹⁸ m) | Bosons W et Z | Radioactivité, désintégrations nucléaires |
| Électromagnétique | Infinie | Photons | Interaction entre charges électriques, lumière |
| Gravité | Infinie | Hypothétique : gravitons | Attraction entre masses, structure de l'Univers |
La gravité est la plus faible mais domine à grande échelle.
Chap. 3
Histoire de la Terre : âge, fin, événements majeurs
- Âge de la Terre : environ 4,54 milliards d'années.
- Principales étapes :
- Formation : accrétion de poussières et planétésimaux.
- Différenciation : formation du noyau, manteau, croûte.
- Apparition de la vie (~3,5 milliards d'années).
- Grande oxydation (~2,4 milliards d'années) : augmentation de l'oxygène atmosphérique.
- Ère des dinosaures (Trias-Jurassique-Crétacé).
- Extinction massive à la fin du Crétacé (~66 millions d'années).
- Fin possible : dans plusieurs milliards d'années, la Terre pourrait devenir inhabitable à cause de l'évolution du Soleil.
La Terre a connu plusieurs extinctions massives qui ont remodelé la vie.
Chap. 4
Calculs astronomiques : distance, temps, vitesse, unités
- Unité astronomique (ua) : distance moyenne Terre-Soleil ≈ 1,5 × 10⁸ km.
- Année-lumière (al) : distance parcourue par la lumière en 1 an ≈ 9,46 × 10¹² km.
- Formules clés :
- Vitesse :
- Circonférence d'une orbite circulaire :
- Temps de parcours lumière : avec m/s
- Exemple : La lumière met environ 8 minutes pour aller du Soleil à la Terre.
- Rotation : durée pour un corps de tourner sur lui-même (ex : Terre = 24 h).
- Révolution : durée pour un corps d'effectuer une orbite complète (ex : Terre = 1 an).
L'année-lumière est une unité de distance, pas de temps.
Chap. 5
Modèle ACDM (modèle standard de la cosmologie)
- ACDM : Acronyme pour "Accelerated Cold Dark Matter" (matière noire froide + énergie sombre).
- Composants :
- Matière baryonique : matière ordinaire (étoiles, planètes).
- Matière noire : matière invisible détectée par ses effets gravitationnels.
- Énergie sombre : énergie responsable de l'accélération de l'expansion de l'Univers.
- Destin de l'Univers selon ACDM :
- Big Freeze : expansion continue, refroidissement.
- Big Rip : expansion accélérée détruisant la matière.
- Big Crunch : contraction possible si matière suffisante (moins probable).
L'énergie sombre représente environ 70 % de la densité d'énergie de l'Univers.
Chap. 6
Types de galaxies et reconnaissance visuelle
| Type de galaxie | Description | Exemple célèbre |
|---|---|---|
| Galaxie spirale | Bras spiraux, disque aplati, bulbe central | Voie lactée |
| Galaxie elliptique | Forme ovale, peu de structure, étoiles âgées | M87 |
| Galaxie irrégulière | Forme désordonnée, souvent jeune et active | Grand Nuage de Magellan |
- Les galaxies spirales ont des bras bleus (jeunes étoiles) et un bulbe jaune/rouge.
- Les elliptiques sont plus rouges, moins de formation d'étoiles.
- Les irrégulières sont souvent petites et riches en gaz.
La forme d'une galaxie donne des indices sur son âge et son activité.
Chap. 7
Catégorisation des étoiles selon luminosité et température
- Diagramme de Hertzsprung-Russell (HR) : classe les étoiles selon leur luminosité et température.
- Couleurs et températures :
- Bleu : très chaud (> 10 000 K).
- Blanc/jaune : chaud (ex : Soleil ~5 800 K).
- Rouge : froid (< 3 500 K).
- Types selon taille et luminosité :
- Naines : petites, peu lumineuses (ex : naines rouges).
- Géantes : grandes, lumineuses.
- Supergéantes : très grandes et très lumineuses.
- Exemple : Le Soleil est une étoile naine jaune.
La couleur d'une étoile indique sa température de surface.
Chap. 8
Caractéristiques principales du système solaire
| Élément | Description |
|---|---|
| Ordre des planètes | Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune |
| Axe de rotation | Inclinaison variable, Terre ~23,5° → saisons |
| Révolution | Mouvement autour du Soleil, durée = année |
| Aphélie | Point le plus éloigné du Soleil dans l'orbite |
| Périhélie | Point le plus proche du Soleil |
| Plan de l'écliptique | Plan de l'orbite terrestre autour du Soleil |
| Terminator | Ligne séparant la partie éclairée et la nuit sur un corps céleste |
| Saisons | Résultent de l'inclinaison de l'axe terrestre et de la révolution |
| Solstices | Moments où l'inclinaison maximale vers/loin du Soleil (21 juin, 21 décembre) |
| Équinoxes | Moments où jour et nuit sont égaux (21 mars, 23 septembre) |
Le plan de l'écliptique est la référence pour les orbites planétaires.
Chap. 9
La Lune : éclipses, phases, marées
- Phases lunaires : cycle d'environ 29,5 jours, alternance de nouvelle lune, premier quartier, pleine lune, dernier quartier.
- Éclipses :
- Éclipse solaire : Lune entre entre Terre et Soleil, masque le Soleil.
- Éclipse lunaire : Terre entre Soleil et Lune, ombre sur la Lune.
- Marées : variations du niveau de la mer dues à l'attraction gravitationnelle de la Lune (et du Soleil).
- Marées hautes : lorsque la Lune est alignée avec un point sur Terre.
- Marées basses : entre deux marées hautes.
- La Lune est synchrone : même face visible depuis la Terre.
Les phases lunaires résultent de la position relative Soleil-Terre-Lune.