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La structure de l'Univers

Michele, Federico, Flavio, Giovanni

PresentaTION

introduction

théorie

corps I

petit-grand

composition

corps ii

observable

découverte

gallerie

INDEX

INTRODUCTION

L’Univers est peuplé de milliards d’étoiles, mais celles-ci ne vivent pas seules : elles sont regroupées en galaxies, elles-mêmes regroupées en amas puis en superamas. L’Univers apparaît ainsi comme un ensemble hyper structuré, dans lequel les éléments qui le composent interagissent sans cesse. Alors que les astrophysiciens accumulent de plus en plus de données sur notre Univers et que notre vision du monde a considérablement évoluée depuis un siècle, de nombreuses questions restent en suspens : comment l’Univers est-il apparu ? Comment s’est-il organisé ? D’où vient la matière ?

lA NAISSANCE DE L'UNIVERS

La théorie du Big Ban

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Le début du 20ème siècle marqua une révolution dans la modélisation de l'Univers et de son histoire. En 1915, Albert Einstein établit la loi de la relativité générale qui servira de cadre physique à toute la cosmologie moderne. En 1929, l'astronome américain Edwin Hubble comprend ce qu'est une galaxie et évalue leur distance, il découvre que la plupart nous fuient, et ce d'autant plus vite qu'elles sont loin de nous. Ces observations vont dans le sens d'une expansion de l'Univers. A cause de leur vitesse d'éloignement, la couleur des galaxies semble tirer vers le rouge. Ce phénomène s'appelle le Redshift. En 1931, le chanoine belge Georges Lemaître tente de réunir la théorie à l'observation dans un modèle d'univers : ce sont les prémices de la théorie du big bang. Cette théorie récente, semble être acceptée par la plupart des astronomes. Elle est pourtant difficile à appréhender car elle suppose qu'à un instant donné, l'univers était infiniment petit, d'une densité et d'une température infinies ; c'est ce que les physiciens appellent une singularité. D'autre part les concepts de temps, d'espace et de matière ne semblent pas avoir de sens avant le big bang. Les dernières évaluations situent l'âge de l'univers à 13,7 milliards d'années. . Son évolution jusqu'a 270 000 ans fait intervenir la physique de l'infiniment petit, physique étudiée essentiellement dans les accélérateurs de particule

La théorie

de l'infiniment petit à l'infiniment grand

• L'Univers est un grand espace contenant des objets gigantesques comme les galaxies. Mais en zoomant sur la matière, on constate que tous les objets autour de nous sont constitués des mêmes matière: les atomes.


• Pour calculer la taille des objets de l'Univers, on a recours à plusieurs échelles et donc plusieurs unités adaptées :
échelle microscopique (l'infiniment petit) : micromètre (1 μm = 10 −6 m), nanomètre (1 nm = 10 −9 m) ;
échelle macroscopique (l'infiniment grand) : mégamètre (1 Mm = 106 m), gigamètre (1 Gm = 109 m), unité astronomique AU, année-lumière.

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La composition de l'univers

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  • Les premiers 270 000 ans : l'univers est une "soupe" de rayonnements très énergétiques et de particules de matières, protons, neutrons et électrons. Les premiers noyaux se forment par la réunion de protons et de neutrons ; c'est la nucléosynthèse primordiale ( est une théorie d'astrophysique qui permet d'expliquer la présence de certains atomes dont l'existence n'était pas prévue). Les photons restent prisonniers car ils interagissent en permanence avec des particules de matière. - après 270 000 ans : la température ayant suffisamment baissé, les premiers atomes se forment. Des électrons se combinent avec des noyaux déjà formés. C'est à ce moment que l'univers devient transparent et que la première lumière s'échappe. Cette lumière a été détectée dès les années 60: on l'appelle le fond diffus cosmologique ou rayonnement fossile. Ce rayonnement a été étudié ces dernières années par les satellites COBE et WMAP. Ces études ont permis de détecter d'infimes différences de température donc de densité, qui seraient à l'origine des grandes structures futures de l'univers comme les galaxies et les amas de galaxies. - 1 milliard d'année après le big bang : il semble que les plus anciennes galaxies et étoiles se soient formées à cette époque. - Il y a 10 milliards d'années : formation de la Voie Lactée. - Il y a 5 milliards d'années : formation du Soleil et du système solaire. - Dans 5 milliards d'années : mort du Soleil. L'avenir de l'univers est très difficile à pronostiquer. Selon la théorie de l’expansion l'Univers deviendrait alors toujours plus grand et plus froid. Ou l'Univers est-il "fermé"? L'expansion serait alors ralentie par la masse qu'il contient, pour finalement s'inverser, l'Univers finissant dans un "big crunch", sorte de big bang à l'envers.

La composition

l'univers observable

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  • L'Univers observable est, en cosmologie, la partie visible de notre Univers qui est caractérisé comme une « boule » dont la terre serait le centre . C'est ainsi une notion relative, d'autres observateurs situés ailleurs dans l'Univers n'ont pas la même boule observable, mais une similaire de même rayon. Du fait que notre Univers a un âge fini, de 13,8 milliards d'années, la lumière des objets célestes situés au-delà de l'horizon n'a pas eu le temps de parvenir jusqu'à nous et ces objets sont donc encore invisibles ; néanmoins, l'Univers observable s'agrandit par nature au cours du temps : le rayon de l'Univers visible est ainsi une seconde-lumière plus grand chaque seconde ou de manière équivalente une année-lumière plus grand chaque année, et même plus en tenant compte de l'expansion de l'Univer. Les objets les plus éloignés de l'Univers observable sont également ceux qui peuvent être observés dans leur état le plus primordial, le plus proche du Big Bang, car ce sont ceux dont la lumière a mis le plus de temps à parvenir à l'observateur. L'Univers étant globalement identique dans toutes les directions, les rayons lumineux provenant de toutes les directions parcourent a priori la même distance dans le même temps. L'Univers observable à un instant donné est donc une boule dont l'observateur est le centre et dont le rayon est la distance parcourue par un signal lumineux pendant le temps d'existence de l'Univers à cet instant1. D'autre part, certaines régions de l'Univers observable ne sont pas visibles. Il s'agit des régions situées au-delà de l'horizon des trous noirs tels que les trous noirs stellaires, résultant de l'effondrement gravitationnel d'étoiles massives, ou les trous noirs supermassifs, situés au centre de galaxies.

L'univers observable?

Certaines découvertes principales sur l'univers

La classification des galaxies Grâce à la découverte d’Edwin Hubble, nous savons aujourd'hui que l'univers contient d'innombrables galaxies semblables à la Voie Lactée. Toutes ces galaxies se situent à des distances supérieures à 2 millions d'années-lumière.

En 2019, l'Event Horizon Télescope, réseau de radiotélescopes terrestres sur toute la planète, révèle la première image d'un trou noir supermassif et de son ombre. Cette photo montre le trou noir au centre de Messier 87, une galaxie supergéante située dans l'amas de la Vierge.

La découverte de la matière noire qui composerait une grande partie de l’univers et qui pourrait confirmer la théorie du big Crunch. (Elle nous indique que l'expansion de l'Univers, qui est due au Big Bang, ne se poursuivra pas éternellement.)


  • Étoile. Est un astre qui brille de sa propre lumière grâce a des réactions de fusion dans son cœur

  • Planète. Corps céleste qui orbite autour d’une étoile avec une masse suffisante pour maintenir une forme sphérique

  • Exoplanète. est une planète située en dehors du Système solaire

  • Satellite. Corps céleste orbitant autour d’une planète

  • Galaxie. Une galaxie est une grande structure cosmique composée d’un assemblage d’étoiles, de gaz et de poussières

  • Astéroïde. Est une planète mineure ( qui ne respecte pas toutes les caractéristiques d’une planète ) dont la taille varie de quelques mètres à plusieurs km

Les corps célestes

  • Comète. un petit corps céleste constitué d'un noyau de glace et de poussière en orbite

  • • Supernova. Ce sont des explosions d’étoiles supermassives en fin de vie elle se produisent toutes les 2 ou 3 secondes dans l’univers mais à l’échelle humaine elles sont très rares

  • • Quasar. Un quasar est un trou noir super massif ( masse > à 1million celle du soleil) sont les objets les plus lumineux de l’univers. il existe un consensus scientifique selon lequel un quasar est la région compacte entourant un trou noir supermassif au centre d'une galaxie massive

  • • Amas d'étoiles. Forte concentration d’étoiles

  • • Nébuleuse. Objet céleste composé de gaz, de plasma et de poussière stellaire

  • • Trous Noirs Objet céleste si compacte que sa force gravitationnelle est tellement forte que même la lumière n’arrive pas à s’en échapper

Les corps célestes

Follower Growth

GalLErie

  • Super nova

  • Nébuleuse

  • Quasar

  • Trou noir supermassif

  • L'univers est né grâce au Big ban qui au début était ce qu'on appèle une "singularité" qui renfermait une quantité de matière et d'énergie immense dans un tout petit point. Ensuite il c'est constitué d'un nombre gigantesque de planètes, étoiles et galaxie. Il ne cesse de s'étendre, il est composé de l'infiniment petit comme les atomes qui construisent l'infiniment grand comme les planètes qui construisent les systèmes solaires puis les galaxies, les supers amas... Et pourtant l'univers reste lacunaire composé essentiellement de vide tout comme la matière qui est principalement composée de vide.

conclusion

Yoda

Giovanni

Palpatine

Flavio

The Mandalorian

Federico

Chewbacca

Michele

Le TEAM

Ici on a les meilleurs concepteurs de diapositives

Merci!