Wikipédia

Wikipédia:Projets pédagogiques/Cégep de Chicoutimi/astro

< Wikipédia:Projets pédagogiques‎ | Cégep de Chicoutimi
La démarche scientifique doit garder un équilibre entre l'approche théorique et expérimentale.

Contenu des cours d'astronomie du Cégep de Chicoutimi.

Semaine 1 : Terra incognita modifier

 
Terres connues et inconnues d'Amérique du Nord (1566).
 
Relations entre les lois physiques.

« Terra incognita »

« Notre univers a une histoire. Telle est sans doute la plus grande découverte de notre siècle. »

— Hubert Reeves

Cours I
  • Approche scientifique vs. autres approches (balance + tracer l'arbre de la connaissance à partir des mesures et observations). Science généralement mal aimée car elle a entraîné, notamment, des blessures narcissiques à l'humanité.

« L’une, fondée sur l’observation, remonte des faits aux causes qu’ils impliquent ; l’autre, partant d’hypothèses logiques, descend des causes supposées aux faits qui s’en déduisent et doivent s’y plier : d’où, au lieu d’un système de connaissances réelles, un système fantastique d’abstractions. »

— Félicité Robert de Lamennais, La Divine Comédie : Introduction

  • L'arbre de la connaissance est très touffu. Pour chaque réponse, on trouve 10 questions. Établissons les frontières.
 
Pyramide de la complexité.
 
Pyramide de la complexité biocentrée.
Cours II

Informatique modifier

« Nous sommes les 1 %. »

Cours III & IV
 
Projets frères hébergés aussi par la Wikimedia Foundation. Si on compare l'image à une horloge, à partir de 1 h et en sens horaire, nous avons : Wikibooks, Meta-Wiki, Wikiquote, Wikispecies, MediaWiki, Incubator, Wikidata, Wikivoyage, Wikiversité, Wiktionnaire, Wikinews, Wikisource, Wikimedia Commons, Wikipédia et Wikimania.

Devoirs modifier

À IMPRIMER
Ordre de grandeur
(kg) 		Choix Objets
10-36 A- une tonne métrique; un mètre cube d'eau
10-31 B- la masse de la production annuelle du thé Darjeeling
10-28 C- Prométhée (lune), un satellite de la bordure interne de l'anneau F de Saturne.
10-27
yoctogramme (yg) 		D- la quantité de béton dans le barrage des trois gorges en Chine, la plus grande structure de béton du monde
10-26 E- équivalent de masse d'un joule
10-25 F- la masse typique d'un moustique (1–2 milligrammes)
10-24
zeptogramme (zg) 		G- la masse d'une porte individuelle de la barrière de la Tamise
10-22 H- l'incertitude sur la masse du prototype du kilogramme
10-20 I- Titan, la plus grande lune de Saturne
10-17 J-une unité de masse atomique (uma)
10-16 K- un petit virus
10-12
nanogramme (ng) 		L- une orange moyenne
10-9
microgramme (µg) 		M- une molécule de chlorophylle a, principale forme de chlorophylle
10-8 N- baleine bleue
10-6
milligramme (mg) 		O- un atome de lithium
10−5
centigramme (cg) 		P- masse de Planck
10−4
décigramme (dg) 		Q- le plus grand bateau, Knock Nevis, lorsqu'il est chargé
10-3
gramme (g) 		R- une souris adulte (Mus musculus)
10-2
décagramme (dag) 		S- la quantité typique de caféine dans une tasse de café
10-1
hectogramme (hg) 		T- masse d'une bactérie E. coli
1 kg
kilogramme (kg) 		U- limite supérieure de masse du neutrino électronique (2 eV/c2)
101 V- la quantité de roche qui a explosé dans l'éruption volcanique du Mont Tambora en 1815
102 W- la masse du télescope spatial Hubble
103
mégagramme (Mg) 		X- un lion adulte
104 Y- Un moniteur cathodique ou un poste de télévision
105 Z- la masse moyenne d'une cellule
106
gigagramme (Gg) 		AA- un atome d'argent
107 BB- Un centimètre cube d'eau
108 CC- un gros grain de sable (2 mm de diamètre)
109
téragramme (Tg) 		DD- la quantité de matière convertie en énergie par le Soleil chaque seconde
1010 EE- un muon (106 MeV/c2)
1011 FF- la quantité d'eau stockée dans les réservoirs de Londres
1012
pétagramme (Pg) 		GG- la masse de l'atmosphère terrestre
1014 HH- un litre d'eau, approximativement
1015
exagramme (Eg) 		II- la masse des océans de la Terre
1016 JJ- (951) Gaspra, le premier astéroïde approché de très près par un vaisseau spatial
1017 KK- un électron (511 keV/c2), la particule élémentaire la plus légère avec une masse au repos mesurée différente de zéro.
1018
zettagramme (Zg) 		LL- Bételgeuse, une supergéante rouge
1019 MM- Junon, le cinquième plus grand astéroïde de la ceinture d'astéroïdes principale
1020 NN- Cérès, le plus grand astéroïde dans la ceinture d'astéroïdes principale
1021
yottagramme (Yg) 		OO- la quantité totale estimée des réserves mondiales de charbon économiquement accessibles en utilisant les technologies minières actuelles
1022 PP- l'étoile de Barnard, une naine rouge proche
1023 QQ- une molécule d'hémoglobine A, principale forme d'hémoglobine humaine
1024 RR- Vénus
1025 SS- le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, associé à la source radio Sagittarius A*
1026 TT- Neptune
1027 UU- Jupiter
1028 VV- la masse de l'Univers connu
1029 WW- la masse de la planète naine Pluton
1030 XX- le Soleil; une masse solaire
1031 YY- la production de pétrole mondiale en 2001
1032 ZZ- R136a1, l'étoile la plus massive connue (265 masses solaires)
1036 AAA- l'estimation la plus basse de la masse du nuage d'Oort
1038 BBB- le superamas de la Vierge
1041 CCC- la masse totale de la Voie lactée
1042 DDD- la masse visible de la Voie lactée
1046 EEE- la masse typique d'un amas globulaire
1060 FFF- naine brune
 

Semaine 2 : À l’œil modifier

 
Filé d'étoiles.
 
La hauteur du Soleil dans le ciel en fonction du temps s'apparente à une oscillation harmonique simple. Les solstices correspondent à l'amplitude maximale (S), où la variation de position varie momentanément plus lentement en fonction du temps. Les équinoxes correspondent aux positions nulles (E). Ils marquent la mi-temps entre les solstices et leur cycle est en déphasage d'un quart de période sur ces derniers.
 
Schéma représentant diverses notions liées aux coordonnées équatoriales.
Cours VI & VII
Cours X

Informatique modifier

Cours VIII & IX

« Des affirmations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires. »

— Carl Sagan, Cosmos (1980)

Devoirs modifier

 
Publications « papier » en astronomie.
  • Classer par ordre croissant de crédibilité les 10 livres présentés en classe.
  • Exercice cherche-étoiles
  • Devoir 3

Semaine 3 : Systèmes du monde modifier

  •  
    Modèle géocentrique.
  •  
    Épicycle et déférent.
  •  
    Modèle héliocentrique.
  •  
    Système du monde de Tycho
  •  
    taille angulaire du Soleil et de la Lune à leurs positions extrêmes
  •  

« À quoi eût-il servi de faire déchoir Galilée du rang élevé qu’il occupait dans l’opinion du monde ? Il suffisait aux projets de ses juges de lui fermer la bouche.
On crut y avoir réussi, mais on avait compté sans le besoin impérieux de propager la vérité, qui est l’essence même du génie scientifique. »

— Alfred Mézières, Le Procès de Galilée

« Il n’y a rien, disait le cardinal de Retz, qui soit si sujet à l’illusion que la piété ; toutes sortes d’erreurs se glissent et se cachent sous son voile. » La conduite de l’Église, au sujet de Copernic, n’a pas démenti ce jugement.

Le tribunal de l’Index fut assez téméraire pour condamner formellement la croyance au mouvement de la terre ; le livre des Révolutions fut interdit, donec corrigatur ; ce sont les termes de la sentence. Les diverses parties de l’ouvrage sont cependant tellement liées, qu’elles forment un tout indissoluble. Kepler a remarqué qu’il eût mieux valu dire : donec explicetur. Il eut mieux valu ne rien dire du tout, car la vérité est toute-puissante et invincible ; et si l’on peut, en la comprimant, retarder quelque temps son triomphe, c’est pour en accroître l’éclat. »

— Joseph Bertrand, Les Fondateurs de l’astronomie moderne (1865)

Cours XI & XII

Informatique modifier

« Notre hypothèse est que le dispositif du libre éclaire, dans le dédale du rêve et des utopies, des sentiers menant ailleurs que dans le dogme ou l'indifférence. Quel est cet ailleurs ? »

— Jacques Daignault, Conférence du 22 octobre sur les logiciels libres[1]

Cours XIII & XIV

Devoirs modifier

Pour en savoir plus modifier

Semaine 4 : Télescopes et lumière modifier

  • L’œil est limité par 4 facteurs :
    • Pouvoir de captation (pupille de ~5 mm de diamètre)
    • Temps d'exposition (accumulation maximale   1/20e de seconde)
    • Sensibilité (~1 %)
    • Spectre visible (400 à 700 nm)
Ouverture
  •  
    Laser pour l'optique adaptative du Keck
  •  
Temps d'exposition
 
Filé d'étoiles.
Sensibilité
   
   
   
Image vectorielle Image matricielle
Vulgairement, une image vectorielle est redimensionnable sans perte de qualité, contrairement à une image matricielle.
Nature de la lumière
  • caméra thermique
    • Utilisation :
      • Brancher dans prise USB-C
      • ouvrir l'application FLIR ONE
    • Diffusion sur ordinateur :
      • Installer ApowerMirror
      • Si wifi protégé, aller dans paramètres du réseau et Internet -> Point d'accès sans fil mobile et s'y connecter avec son téléphone
    • Phénomènes
      • sac poubelle
      • séchoir à cheveux/frottement -> réchauffer surface
      • vitres
  • caméra UV
    • Brancher directement dans port USB-C.

Pour en savoir plus modifier

  • Profondeur du ciel
  • Complément 2.1 : Distance Terre-Lune : La méthode d'Hipparque.
    • Quand n'y aura-t-il plus d'éclipse totales :

 
où R = rayon lunaire ≈ 1737,1 km, D = distance lunaire ≈ 384 399 km.
Ainsi,  ,
où v ≈ 4 cm/an.
Facteur de conversion pour milliarcseconde/siècle :
 

Laboratoire photo modifier

  • Nikon D40
  • Dépôt photos -> Teams -> Équipe -> fichiers

Semaine 5 : Anni mirabiles modifier

« Des nains sur des épaules de géants »

Progression scientifique
De la nécessité de vitesse (Universe Sandbox et Orbital Speed)
Anni mirabiles
1666 - Isaac Newton

« Il serait à désirer que les autres Phénomènes que nous présente la nature, pussent se dériver aussi heureusement des principes mécaniques : car plusieurs raisons me portent à soupçonner qu’ils dépendent tous de quelques forces dont les causes sont inconnues, et par lesquelles les particules des corps sont poussées les unes vers les autres, et s’unissent en figures régulières ou sont repoussées et se fuient mutuellement ; et c’est l’ignorance où l’on a été jusqu’ici de ces forces, qui a empêché les Philosophes de tenter l’explication de la nature avec succès. J’espère que les principes que j’ai posés dans cet Ouvrage pourront être de quelque utilité à cette manière de philosopher, ou à quelque autre plus véritable, si je n’ai pas touché au but. »

— Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica[2]

1905
Annus mirabilis d'Albert Einstein
Histoire de la relativité restreinte

 

 

 

1916 - Histoire de la relativité générale
Limites de la gravité
  •  
    Représentation schématique de l'espace de Minkowski, qui montre seulement deux des trois dimensions spatiales.

Pour en savoir plus modifier

Système solaire modifier

  •  
    Diagramme de la vitesse de libération en fonction de la température de surface des corps principaux du système solaire montrant quels gaz sont retenus. Les corps célestes sont à la même échelle, et leur point de valeur dans le diagramme sont les points noirs en leur milieu.

Mars modifier

Semaine 7 : Mi-session modifier

  • Choix du sujet de l'ASP

Semaine 8 : Stellaire modifier

Source d'énergie du Soleil
Nucléosynthèse
Caractéristiques physiques stellaires
Classification des étoiles
  •  
    Oh be a find girl/guy kiss me.
  •  
    Classes de luminosité
Diagramme H-R (http://www.astrosurf.com/luxorion/Images/diagramme-hr.jpg)
Évolution stellaire et milieu interstellaire
  •  
  •  
    Parcours évolutifs de différents types d'étoiles. Les parcours débutent sur la séquence principale et se terminent lorsqu'il n'y a plus de fusion nucléaire.
    Le parcours du Soleil est présenté en jaune.
  •  
    Cycle de vie du Soleil.
  •  
    Charles Messier
Découverte de nébuleuses -> Catalogues astronomiques
Naissance des étoiles
Mort

Semaine 9 : Interstellaire modifier

Quelle est la personne qui est morte la plus loin de son lieu de naissance ?
#Êtres humains nés en Australie et morts au Canada + nés au Canada et morts en Australie
select distinct ?itemLabel ?item where { {{?item wdt:P31 wd:Q5 ; wdt:P19/wdt:P17 wd:Q408 ; wdt:P20/wdt:P17 wd:Q16 . } union {?item wdt:P31 wd:Q5 ; wdt:P20/wdt:P17 wd:Q408 ; wdt:P19/wdt:P17 wd:Q16 .} } SERVICE wikibase:label { bd:serviceParam wikibase:language "[AUTO_LANGUAGE],en". }}

Cliquez pour essayer !
Ainsi, par exemple, Leo Ferrari, professeur de philosophie au Nouveau-Brunswick et fondateur de l'organisation satirique Flat Earth Society of Canada, est donc mort à 16 643 km de son lieu de naissance 

#Personnes mortes à plus de 19 500 km de leur lieu de naissance
select distinct ?itemLabel ?distance ?item where {
{select distinct ?item ?distance where {
?item wdt:P31 wd:Q5 ;
      wdt:P19/wdt:P625 ?lieunaissance ;
      wdt:P20/wdt:P625 ?lieumort .   
bind(geof:distance(?lieunaissance, ?lieumort) as ?distance)
filter(?distance > 19500)
}
order by desc(?distance)
limit 10
}
SERVICE wikibase:label { bd:serviceParam wikibase:language "[AUTO_LANGUAGE],en". }
}
order by desc(?distance)

Cliquez pour essayer !

Championne = Betty Molesworth Allen (19 760 km)

  • Mais cela ne tient pas compte de la rotation terrestre !
    • Mort 12 heures après sa naissance. Dans mon cas, si je meurs à Chicoutimi à 23h50.
  • Mais cela ne tient pas compte de la révolution terrestre !
    • Mort 6 mois après sa date de naissance.
#Êtres humains qui ont 6 mois entre leur mois de naissance et leur mois de mort.
SELECT DISTINCT ?itemLabel ?item WHERE {
  {select distinct ?item where{
  ?item wdt:P31 wd:Q5 ; 
        p:P569/psv:P569 [wikibase:timePrecision ?datePrecision1; wikibase:timeValue ?naissance] ;
        p:P570/psv:P570 [wikibase:timePrecision ?datePrecision2; wikibase:timeValue ?mort ].
    filter(?datePrecision1>10)
    filter(?datePrecision2>10)
  bind(month(?mort) - month(?naissance) as ?mois)
    bind(day(?mort) - day(?naissance) as ?jour)
  FILTER(abs(?mois) = 6)
  FILTER(?jour = 0)
    }limit 100 }
SERVICE wikibase:label {bd:serviceParam wikibase:language "[AUTO_LANGUAGE],en".}
}
order by ?itemLabel

Cliquez pour essayer !
Ainsi, par exemple, Lucien Mignon (1865-1944), un peintre et dessinateur français, est né un 13 septembre et est mort un 13 mars, ce qui fait en sorte qu'il est mort à ~300 millions de km de son lieu de naissance.

  • Mais cela ne tient pas compte du déplacement du système solaire dans la galaxie !
    • Dans ce cas, l'être humain mort le plus loin de son lieu de naissance est simplement l'être humain qui a vécu le plus longtemps, soit Jeanne Calment, à environ  850 826 592 000 km de son lieu de naissance.
Mesure des distances en astronomie
Environnement local

Semaine 10 : Galactique modifier

Voie Lactée
Groupe local
Séquence de Hubble
Classe E L S Im I0 autres
f (%) 13,0  21,5  61,1  2,55 0,85 0,9 
  • #Galaxies et sous-classes de galaxies dans Wikidata
select distinct ?label ?item where {?item wdt:P31/wdt:P279* wd:Q318. }
    Cliquez pour essayer !
Dynamiques particulières
#Images de galaxies en interaction
#defaultView:ImageGrid
SELECT DISTINCT ?itemLabel ?pic WHERE {
  ?item (wdt:P31/wdt:P279*) wd:Q644507 ;
  wdt:P18 ?pic.
  SERVICE wikibase:label { bd:serviceParam wikibase:language "[AUTO_LANGUAGE],fr". }
}

Cliquez pour essayer ! 

#Images de galaxies à sursaut de formation d'étoiles
#Images de galaxies
#defaultView:ImageGrid
SELECT DISTINCT ?itemLabel ?pic WHERE {
  ?item (wdt:P31/wdt:P279*) wd:Q726611 ;
  wdt:P18 ?pic.
  SERVICE wikibase:label { bd:serviceParam wikibase:language "[AUTO_LANGUAGE],fr". }
}

Cliquez pour essayer ! 

#Images de galaxies actives
#Images de galaxies
#defaultView:ImageGrid
SELECT DISTINCT ?itemLabel ?pic WHERE {
  ?item (wdt:P31/wdt:P279*) wd:Q726611 ;
  wdt:P18 ?pic.
  SERVICE wikibase:label { bd:serviceParam wikibase:language "[AUTO_LANGUAGE],fr". }
}

Cliquez pour essayer !

Vers l'infini...
...et plus loin encore
Matière invisible
 
La courbe de rotation prévue par les équations de Newton (A) et la courbe observée (B), en fonction de la distance au centre de la galaxie.
Sciences citoyennes
v · m

Exercices modifier

  • Chapitre 8, E1 :

  -> https://www.wolframalpha.com/input?i=y%3D2*PI*%282.46E20%29%2F%286.942672E15%29%3BX%3D%282.46E20%29*%28y%5E2%29%2F%286.67E-11%29%3BZ%3DX%2F%281.99E30%29

Informatique modifier

Semaine 11 : Cosmologie : Passé modifier

« En l'an 2525,
si l'homme est toujours en vie
Si la femme peut survivre
ils trouveront...[trad 1],[4],[5],[note 2]. »

— Zager and Evans, In the Year 2525

Univers observable
Modèles cosmologiques
 
Schéma simplifié du modèle standard.
v · m
Histoire de l'Univers
Destin de l'Univers

Semaine 12 : Cosmologie : Futur modifier

Chronologie du futur lointain
 
 

« Car On Doit Prévenir Toute Catastrophe Honteuse. »

Extinction massive
Anthropocène

Informatique modifier

  • Actualités astronomiques

Pour en savoir plus modifier

Science-fiction

Semaine 13 : Planétologie modifier

  •  
    astrométrie
  •  
    transit astronomique
  •  
    Imagerie directe
  •  
    Planète de type gazeux.
    Marron foncé : roches/métaux.
    Violet pâle : hydrogène et hélium.
  •  
    Planète géante à noyau massif.
    Marron foncé : roches/métaux.
    Violet pâle : hydrogène et hélium.
  •  
    Nombre d'exoplanètes découvertes par année en fonction de la méthode de détection (en date de septembre 2014).
Planétologie
chapitres 11 à 14
  • Types de planètes : On peut les classer d'après leur structure/composition (Séguin & Villeneuve), d'après leur température ou d'après leur position. Actuellement, pas moins de 4 systèmes de classification générale se font concurrence.

Semaine 12 : ET modifier

 
 
 
Zone habitable du Soleil et de Gliese 581.

Informatique modifier

  • Actualités astronomiques

Semaine 13 : Place modifier

Informatique modifier

Semaine 14 : À vous modifier

Web participatif modifier

Notes et références modifier

  1. ↑ (en) « In the year 2525,
    if man is still alive
    If woman can survive,
    they may find     »
  1. ↑ Nécessite que votre navigateur web puisse lire les applet Java. Si ça ne fonctionne pas avec votre navigateur habituel, essayez-en un autre.
  2. ↑ Parodie de Futurama : (en) [vidéo] futurama Zager and Evans In the Year 2525 lyrics sur YouTube
  1. ↑ Voir ordres de grandeur de masse#Exemples de valeurs de masse
  1. ↑ Jacques Daignault, « Conférence du 22 octobre sur les logiciels libres », sur http://pedagotic.uqac.ca,
  2. ↑ Isaac Newton (trad. Marquise du Chastellet (numérisation : Jean-Marc Simonet)), Principes mathématiques de la philosophie naturelle, Paris, Dessaint & Saillant et Lambert (édition numérique : Les Classiques des sciences sociales) (présentation en ligne, lire en ligne), p. 17-18
  3. ↑ https://www.lesoleil.com/2022/11/27/decouvrira-t-on-de-nouveaux-elements-loin-dans-lespace-7c78aa449aa4db82a3ed67668c93caa5
  4. ↑ « In The Year 2525 Lyrics - Zager and Evans »
  5. ↑ (en) [vidéo] Zager And Evans - In The Year 2525 sur YouTube

Ressources modifier

Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Wikipédia:Projets_pédagogiques/Cégep_de_Chicoutimi/astro&oldid=213298801 ».