Distance Measures: Parallax

Nom _______________________________________________________________
Activité: Parallaxe des étoiles
Bût
De démontrer un des principales façons de mesurer, parallaxe; pour quantifier
les effets d’utiliser la méthode de parallaxe pour les distances (terrestre)
courte; pour relier ces mesures aux mesures de parallaxe des étoiles; pour
calculer les distances à une étoile étant donné les parallaxes mesurer.
Matériaux
Bâton de mètre, règle 15-cm, crayon mince ou un bout de bois
Introduction
Un des problèmes la plus difficile dans l’astronomie est de détermine les distances aux objets
spatiales. Il y a quatre méthodes fondamentales pour déterminer les distances: radar, parallaxe, les
bougies standards, et la loi de Hubble. Chaque un des ces méthodes est plus utile à une distance
spécifier, avec radar la plus utile aux distances plus proche (ex la lune) et la loi de Hubble pour les
distances plus éloigner. Dans cet exercice, on va examiner l’usage de la trigonométrie ou la méthode
de parallaxe mesurer pour déterminer les distances.
Quand même si on utilise les télescopes la plus grands, les étoiles sont encore juste les pointes de
lumière. Bien que nous soyons capables de savoir beaucoup à propos d’une étoile de sa lumière, ces
observations ne nous donnent pas une référence à l’échelle utilisée pour mesurer leurs distances. On
doit relier sur une méthode avec qui vous êtes maintenant familier: la parallaxe d’un objet.
Tu peux voir l’effet de parallaxe par tenir votre pouce à la longueur de votre bras. Regarde à votre
pouce relatif à un arrière-plan pendant que vous alterner ouvrir et fermer chaque oeil. Est-ce que
votre pouce saute aller-retour relatif à l’arrière-plan? Ça c’est parce que la centre de vos yeux sont
quelques centimètre séparé l’un de l’autre, donc chaque œil a un pointe de vu différent. Car les
étoiles sont SI loin de nous, leurs parallaxes sont plus facilement mesurer dans les arcs de secondes.
La grandeur de votre pouce angulaire tenu à la distance de votre bras est à peu près 1 degré.
Imagine diviser votre pouce verticalement en 3600 morceaux. Un de ces morceaux représentera la
grandeur d’un arc seconde!
Les enseignements d’Aristotle (384—322 BC) et le modèle mathématique de Ptolemy (c. 140 AD)
basé sur l’univers d’Aristotle, ont formé la fondation d’astronomie pour presque 1500 années. Cet
univers était géocentrique – il placé la Terre au centre (corrompu et changeable) des cieux (parfait et
immuable). Les astronomes qui ont suggéré que la Terre orbite la Soleil étaient rejetés avec
l’argument que si la Terre VRAIMENT orbite la Soleil, alors les étoiles devraient montrer les
déplacements annuels – une parallaxe. Mais “…no matter how hard they searched, ancient
astronomers could find no sign of stellar parallax.” (Bennett et al. The Cosmic Perspective, Addison
Wesley, 2002)
(pas à l’échelle)
Marche à suivre
Comment est-ce que la parallaxe varie avec la distance d’un objet? Suivi ces instructions et
écrit vos réponses sur la feuille de réponses pendant que tu fais l’activité.
Un partenaire prend le bâton à mètre et place le crayon à la marque de 50 cm, centre le
crayon sur le bâton à mètre. L’autre partenaire place le but de "zéro" du bâton à mètre sur
leur menton, tient-le horizontalement. Maintenant cette partenaire alterne ouvrir et fermer
chaque œil, note comment le crayon bouge contre les objets en arrière-plan.
Demande votre partenaire de bouger le crayon un demi de la distance originale (à 25 cm).
Quand tu alterne ouvrir et fermer chaque œil est-ce que le crayon apparait de bouger plus ou
moins qu’avant? Essaie de quantifier le montant que ça change (Deux fois plus? Un demi
autant? Trois fois plus?)
Maintenant, demande votre partenaire de bouger le crayon deux fois la distance originale à
toi (environ la bout du bâton). Quand vous alterne ouvrir et fermer chaque œil est-ce que le
crayon apparait de bouger plus ou moins? Essaie de quantifier le montant que ça change
(Deux fois plus? Un demi autant? Trois fois plus?)
La parallaxe du crayon dépend sur la distance que le crayon est de toi – la plus proche
l’objet, la plus grand la parallaxe. Ainsi, même si c’était difficile de déterminer précisément,
quand le crayon était un demi de la distance originale de toi, il avait deux fois la parallaxe;
quand il était double la distance originale de toi, il avait un demi la parallaxe.
Regard la relation approximatif entre la distance et le parallaxe d’un point de vue différent.
La distance d2 est deux fois la distance d1. Est-ce qu’il apparaitre qualitativement l’angle a2
est un demi de a1?
Quand la distance est assez grande que l’angle de parallaxe est très petit, l’angle de
parallaxe est proportionnel à l’inverse de la distance (1/d). Inversement, si on peut mesurer
l’angle de parallaxe, on connait que la distance à l’objet est proportionnel à l’inverse de
l’angle.
Pour mesurer la parallaxe, on a besoin d’un point de comparaison: la distance entre les
pointes d’observation. Dans l’activité au-dessous, le point de comparaison est égal à la
distance entre le centre de vos yeux. Dans l’astronomie pour mesurer les parallaxes des
étoiles et ainsi de calculer leurs distances, on utilise le diamètre de l’orbite de la Terre
comme un point de comparaison. En fait, un demi de ce distance ou un Unité Astronomique.
L’arrière-plan infinitif est typiquement les étoiles beaucoup plus loin que l’étoile, ou l’objet, en
question. Des télescopes situés sur la Terre, on peut mesurer précisément les parallaxes des
milliers des étoiles; malheureusement la majorité des étoiles sont simplement trop loin pour
avoir une parallaxe précise, et on doit recourir aux autres méthodes pour déterminer leurs
distances.
Feuille de travail – Parallaxe
01. Décrive la façon que le crayon bouge contre les objets dans l’arrière-plan
quand il est dans le milieu du bâton à mètre.
02. Quantifie (utilise les numéros!) le change dans la parallaxe quand la crayon
est plus proche.
03. Quantifie le change en parallaxe quand la crayon est plus loin.
04. Imagine que le crayon s’éloigne de plus en plus. Exprime vos pensées de
l’utilité de parallaxe quand les distances augment. Est-ce que vous théorisez
qu’il y aura une limite à l’utilité de mesurer la parallaxe d’un objet?