J.-Ch. Hamilton, APC
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Cosmologie Moderne Cours 1 J.-Ch. Hamilton, APC [email protected] J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Mes centres d’intérêt Fond diffus / Univers primordial Formation des structures J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Mes centres d’intérêt Fond diffus / Univers primordial Formation des structures J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Introduction : • ★Cosmologie Étude de la dynamique du contenu et de l’histoire de l’Univers ★ L’Univers : c’est tout ... ★ Objectif ambitieux ... - incite à la prudence quant à l’interprétation... ? • ★Unebaséescience sur un modèle précis (le Big-Bang) ★ lui même basé sur deux théories fermement établies - Relativité Générale Théorie Quantique des Champs - 3 prix Nobel dont 2 les 5 dernières années (CMB & Supernovae de type Ia) ★ Modèle confirmé par de nombreuses (récentes) observations ★ Nombreuses prédictions, toujours confirmées (à ce jour...) ★ Caractère scientifique reconnu par la communauté: J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Introduction (suite) • Un (léger) problème conceptuel toutefois ★ On observe l’Univers de l’intérieur, toujours du même endroit - Pas d’expériences possibles, juste des observation Peu de contrôle sur les conditions initiales ★ Mais heureusement - l’Univers est vaste (peut être même infini ... Cf. Multivers plus tard dans le cours) La gravitation est une force extrêmement faible Intéraction forte Intéraction électromagnétique Intéraction faible Gravitation 1038 1036 1025 1 ➡ On peut observer de nombreux systèmes isolés les uns des autres ➡ L’objection est essentiellement levée ... ouf ! J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Introduction (suite) le problème: • ★Simplifier S’abstraire de l’anecdotique ★ lisser l’image sans en perdre l’essentiel ★ finalement essayer de résumer l’Univers en une quinzaine de chiffres classique en Physique • ★Démarche Mais il faut reconnaître qu’ici on la pousse à l’extrême • ★Enungros: milieu en expansion (donc plus petit par le passé) ★ de très faible densité aujourd’hui ~ 10-26 kg.m-3 ★ une composition étrange: - en nombre : beaucoup de photons et neutrinos, mais faible fraction de l’énergie 4% de l’énergie sous forme de matière «ordinaire» 20% sous forme de matière «noire» (inconnue, sans doutes des particules) 76% sous forme d’«énergie sombre» (inconnue, sans doutes pas des particules) ★ Certaines espèces étaient en équilibre thermiques, pas d’autres... ★ Seule la gravité semble vraiment compter aujourd’hui J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Introduction (suite et fin) de la cosmologie «classique»: Big-Bang • ★Modèle beau succès ★ mais trop simple car trop «lisse» moderne: • ★Cosmologie Comprendre les structures observées (inflation ?) ★ Comprendre les espèces mystérieuses (matière et énergie noires) ★ Comprendre l’Univers primordial • Ce cours tentera d’aborder tous ces points J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 N’attendez pas des miracles! J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Plan du cours d’ensemble de la cosmologie • ★VueÉchelles ★ Les pilliers de la cosmologie ★ L’Univers de Friedman-Lemaître ★ Histoire thermique de l’Univers cosmologie observationnelle aujourd’hui • ★LaDistances en cosmologie ★ Tests cosmologiques (SNIa, CMB et les autres...) ★ Arguments pour la matière et l’énergie noires futur de la cosmologie • ★LeL’inflation ★ Univers primordial ★ Multivers ? J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Vue d’ensemble de la cosmologie • Les échelles en cosmologie • Les pilliers de la cosmologie ★ ★ ★ ★ Relativité Générale Expansion de l’Univers Principe cosmologique Schéma de principe de la cosmologie observationnelle ★ ★ ★ ★ Redshift Équations de Friedman Histoire de l’expansion Big-Bang de Friedman-Lemaître • ★L’Univers Métrique de F.L. • F.A.Q. de cosmologie • Histoire thermique de l’Univers J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Vue d’ensemble de la cosmologie • Les échelles en cosmologie • Les pilliers de la cosmologie ★ ★ ★ ★ Relativité Générale Expansion de l’Univers Principe cosmologique Schéma de principe de la cosmologie observationnelle ★ ★ ★ ★ Redshift Équations de Friedman Histoire de l’expansion Big-Bang de Friedman-Lemaître • ★L’Univers Métrique de F.L. • F.A.Q. de cosmologie • Histoire thermique de l’Univers J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Le système solaire 4 0 0 0 150 0 0 0 500 m k 000 m k 000 Système solaire : quelques heures-lumière (Pas à l’échelle !) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles du système solaire Objet et Taille réelle Ramenée à la Géode (la Villette) Soleil: 18 m : 1.4x106 km Distance Terre-Soleil: 150x106 km La Géode 1.9 km : Place de la république Rayon de la Terre: 6400 km 8.2 cm : Melon Distance Terre-Lune: 4.9 m : 380000 km Place de la république Rayon de la Lune : 1700 km 2.2 cm : Abricot Distance Neptune-Soleil : 4.5x109 km 57.8 km : Fontainebleau Rayon de Neptune : 24000 km 30 cm : Ballon Sauteur distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 51400 km : 1.5 fois plus loin que la Lune Proxima Centauri J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 M31 : Galaxie d’Andromède http://atunivers.free.fr/ J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles galactiques Objet et Taille réelle Distance Neptune-Soleil : Ramenée à une noix à UP7 4.5x109 km 1 cm : une noix distance de Proxima Centauri : 4x1013 km 88 m : ~30 étages Épaisseur du bras spiral d’Orion: 1000 a.l. 21 km : Versailles Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1681 km : Stockholm Épaisseur du disque Galactique : 3000 a.l. 63 km : Fontainebleau Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 50000 km : 1/7 de la distance Terre-Lune J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 Amas de galaxies J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 http://atunivers.free.fr/ lundi 14 octobre 13 J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 Galaxies SDSS 7 000 000 000 d’années-lumière J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 CMB: 13 600 000 000 années-lumière J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 Échelles cosmologiques Objet et Taille réelle Ramenée à un humain à UP7 Rayon du disque Galactique: 80000 a.l. 1.8 m : un humain Galaxie d’Andromède : 2.4 M a.l. 54 m : ~20 étages Groupe local : 10 M a.l. 225 m : Tour Montparnasse Amas de la Vierge : 54 M a.l. 1.2 km : de UP7 à la Gare de Lyon Galaxies à z=0.5 : 6.2 G a.l. 140 km : Reims Quasars distants (z=5) : 25 G a.l. 562 km : Avignon Univers observable (CMB) : 44 G a.l. 990 km : Madrid Attention: distances «propres» - dans un Univers en expansion, la définition de distance n’est pas triviale (Cf. plus loin...) J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13 En résumé c’est plutôt grand... • ★L’Univers Potentiellement infini (au sens le plus large peut être cf. Multivers) a plusieurs conséquences: • ★Ceci L’Univers évolue pendant le trajet de la lumière vers nous - Effet pas négligeable du tout au delà du groupe local ★ Quand on observe loin, on observe tôt ★ À ceci s’ajoute l’expansion qui complique encore les choses... ★ Les distances ont alors un sens un peu ambigu - différence de coordonnées ? longueur du trajet des photons ? ... J.-Ch. Hamilton - Université Ouverte 2013 lundi 14 octobre 13
