Eléments d`Astronomie Fondamentale

Université des Sciences et Techniques de Lille
Eléments d’Astronomie Fondamentale
Alain Vienne
LAL-IMCCE Laboratoire d’Astronomie de Lille
de l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides
Lille 1 et Observatoire de Paris, UMR 8028 du CNRS.
septembre 2005

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Eléments d’Astronomie Fondamentale
Alain Vienne
28 octobre 2005

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Table des matières
1 Méthodes et histoire rapide de l’Astronomie 5
1.1 Méthodes générales de l’Astronomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Les distances dans le système solaire et dans l’Univers . . . . . . . . . . 6
1.2.1 unités et échelles de distances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 mesures de distances dans le système solaire . . . . . . . . . . . 7
1.2.3 mesure de la distance des étoiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Histoire rapide de l’Astronomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.1 période antique (-3000,-1000) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.2 période géocentrique (-1000,1500) . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3 période héliocentrique (1500,1780) . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.4 la Galaxie (1780,1920) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3.5 les autres galaxies (après 1920) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.6 conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 Coordonnées sur la sphère céleste 17
2.1 Trigonométrie sphérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Système de coordonnées sur la sphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Coordonnées locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4 Mouvement diurne et coordonnées horaires . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5 Changement de coordonnées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.6 Coordonnées équatoriales et temps sidéral local . . . . . . . . . . . . . . 25
3 Le problème des deux corps 27
3.1 Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2 Invariance du moment cinétique et de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . 29
3.3 Résolution dans le plan de l’orbite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4 Les mouvements elliptiques, paraboliques et hyperboliques . . . . . . . . 31
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