Astronomie

Histoire de l'astronomie

Ancien

Les premiers astronomes n'utilisaient que leurs yeux pour regarder les étoiles. Ils dressaient des cartes des constellations et des étoiles pour des raisons religieuses, ainsi que des calendriers pour déterminer la période de l'année. Les premières civilisations, comme les Mayas et les anciens Egyptiens, ont construit de simples observatoires et ont dessiné des cartes de la position des étoiles. Ils ont également commencé à réfléchir à la place de la Terre dans l'univers. Pendant longtemps, les gens ont pensé que la Terre était le centre de l'univers, et que les planètes, les étoiles et le soleil tournaient autour d'elle. C'est ce qu'on appelle le géocentrisme.

Les Grecs de l'Antiquité ont tenté d'expliquer les mouvements du soleil et des étoiles en prenant des mesures. Un mathématicien du nom d'Eratosthène a été le premier à mesurer la taille de la Terre et à prouver que la Terre est une sphère. Un autre mathématicien, Aristarque, a émis la théorie que le soleil est au centre et que la Terre se déplace autour de lui. Cette théorie est connue sous le nom d'héliocentrisme. Seules quelques personnes pensaient que c'était juste. Les autres ont continué à croire au modèle géocentrique. La plupart des noms de constellations et d'étoiles viennent des Grecs de l'époque.

Les astronomes arabes ont fait de nombreux progrès au cours du Moyen Âge, notamment en améliorant les cartes des étoiles et les moyens d'estimer la taille de la Terre. Ils ont également appris des anciens en traduisant des livres grecs en arabe.

De la Renaissance à l'ère moderne

Pendant la renaissance, un prêtre nommé Nicolaus Copernicus pensait, en regardant la façon dont les planètes bougeaient, que la Terre n'était pas le centre de tout. En se basant sur des travaux antérieurs, il a dit que la Terre était une planète et que toutes les planètes se déplaçaient autour du soleil. Cela a ramené la vieille idée de l'héliocentrisme. Un physicien du nom de Galilée a construit ses propres télescopes, et les a utilisés pour observer de plus près les étoiles et les planètes pour la première fois. Il était d'accord avec Copernic. L'Église catholique a décidé que Galilée avait tort. Il a dû passer le reste de sa vie en résidence surveillée. Les idées héliocentriques sont bientôt améliorées par Johannes Kepler et Isaac Newton qui inventent la théorie de la gravité.

Après Galilée, les gens ont fabriqué de meilleurs télescopes et les ont utilisés pour voir des objets plus lointains comme les planètes Uranus et Neptune. Ils ont également vu comment les étoiles étaient semblables à notre Soleil, mais dans une gamme de couleurs et de tailles. Ils ont également vu des milliers d'autres objets lointains, comme les galaxies et les nébuleuses.

L'ère moderne

Le 20ème siècle après 1920 a vu d'importants changements dans l'astronomie.

Au début des années 20, on a commencé à accepter que la galaxie dans laquelle nous vivons, la Voie lactée, n'est pas la seule. L'existence d'autres galaxies a été réglée par Edwin Hubble, qui a identifié la nébuleuse d'Andromède comme une autre galaxie. C'est également Hubble qui a prouvé que l'univers était en expansion. Il y avait beaucoup d'autres galaxies à grande distance et elles se retirent, s'éloignant de notre galaxie. C'était tout à fait inattendu.

En 1931, Karl Jansky a découvert les émissions radio provenant de l'extérieur de la Terre en essayant d'isoler une source de bruit dans les communications radio, marquant ainsi la naissance de la radioastronomie et les premières tentatives d'utilisation d'une autre partie du spectre électromagnétique pour observer le ciel. Les parties du spectre électromagnétique que l'atmosphère ne bloquait pas étaient désormais ouvertes à l'astronomie, ce qui a permis de faire d'autres découvertes.

L'ouverture de cette nouvelle fenêtre sur l'Univers a permis de découvrir des choses entièrement nouvelles, par exemple les pulsars, qui envoient régulièrement des impulsions d'ondes radio dans l'espace. On a d'abord pensé que ces ondes étaient d'origine extraterrestre, car les impulsions étaient si régulières qu'elles impliquaient une source artificielle.

La période qui a suivi la deuxième guerre mondiale a vu se multiplier les observatoires où de grands télescopes précis sont construits et exploités sur de bons sites d'observation, généralement par les gouvernements. Par exemple, Bernard Lovell a commencé la radioastronomie à Jodrell Bank en utilisant des restes d'équipement radar militaire. En 1957, le site possédait le plus grand radiotélescope orientable du monde. De même, la fin des années 60 a vu le début de la construction d'observatoires spécialisés au Mauna Kea à Hawaï, un bon site pour les télescopes visibles et infrarouges grâce à sa haute altitude et à son ciel dégagé.

La grande révolution suivante en astronomie est due à la naissance de la fuséologie. Celle-ci a permis de placer des télescopes dans l'espace sur des satellites.

Les télescopes spatiaux ont donné accès, pour la première fois dans l'histoire, à l'ensemble du spectre électromagnétique, y compris les rayons qui avaient été bloqués par l'atmosphère. Les rayons X, les rayons gamma, la lumière ultraviolette et certaines parties du spectre infrarouge ont tous été ouverts à l'astronomie lors du lancement des télescopes d'observation. Comme pour d'autres parties du spectre, de nouvelles découvertes ont été faites.

À partir des années 1970, les satellites ont été lancés pour être remplacés par des satellites plus précis et de meilleure qualité, ce qui a permis de cartographier le ciel dans presque toutes les parties du spectre électromagnétique.

Dessins de la Lune par Galilée. Ses dessins étaient plus détaillés que ceux de ses prédécesseurs, car il utilisait un télescope pour observer la Lune.

Découvertes

Les découvertes sont généralement de deux types : les corps et les phénomènes. Les corps sont des choses dans l'Univers, que ce soit une planète comme notre Terre ou une galaxie comme notre Voie lactée. Les phénomènes sont des événements et des faits qui se produisent dans l'Univers.

Organes

Pour plus de commodité, cette section a été divisée par l'endroit où se trouvent ces corps astronomiques : ceux qui se trouvent autour des étoiles sont des corps solaires, ceux à l'intérieur des galaxies sont des corps galactiques et tout ce qui est plus grand est un corps cosmique.

Solaire

• Planètes
• Astéroïdes
• Comets

Galactique

• Étoiles

Objets diffus :

• Nébuleuses
• Clusters

Compact Stars :

• Les étoiles naines blanches
• Les étoiles à neutrons
• Trous noirs

Cosmique

• Galaxies
• Les amas de galaxies
• Superclusters

Phénomènes

Les éclatements sont ceux où il y a un changement soudain dans le ciel qui disparaît rapidement. Ils sont appelés "burst" parce qu'ils sont normalement associés à de grandes explosions produisant un "éclatement" d'énergie. Ils comprennent :

• Supernovas
• Novas

Les événements périodiques sont ceux qui se produisent régulièrement de manière répétitive. Le nom "périodique" vient de "period", qui est la durée nécessaire à une onde pour accomplir un cycle. Les phénomènes périodiques comprennent :

• Pulsars
• Les étoiles variables

Les phénomènes de bruit ont tendance à se rapporter à des choses qui se sont produites il y a longtemps. Le signal de ces événements rebondit dans l'Univers jusqu'à ce qu'il semble provenir de partout et varie peu en intensité. De cette façon, il ressemble au "bruit", le signal de fond qui imprègne tous les instruments utilisés en astronomie. L'exemple le plus courant de bruit est le bruit statique que l'on voit sur les télévisions analogiques. Le principal exemple astronomique est : Le rayonnement de fond cosmique.

Méthodes

Instruments

• Les télescopes sont le principal outil d'observation. Ils captent toute la lumière d'une grande zone et l'introduisent dans une petite zone. C'est comme si vous faisiez des yeux très grands et très puissants. Les astronomes utilisent les télescopes pour observer des choses qui sont lointaines et sombres. Les télescopes permettent de voir des objets plus grands, plus proches et plus lumineux.
• Les spectromètres étudient les différentes longueurs d'onde de la lumière. Cela montre de quoi est faite une chose.
• De nombreux télescopes se trouvent dans des satellites. Ce sont des observatoires spatiaux. L'atmosphère terrestre bloque certaines parties du spectre électromagnétique, mais des télescopes spéciaux au-dessus de l'atmosphère peuvent détecter ce rayonnement.

• La radioastronomie utilise des radiotélescopes. La synthèse d'ouverture combine de petits télescopes pour créer un réseau en phase, qui fonctionne comme un télescope aussi grand que la distance entre les petits télescopes.

Techniques

Il existe des moyens pour les astronomes d'obtenir de meilleures images du ciel. La lumière provenant d'une source distante atteint un capteur et est mesurée, normalement par un œil humain ou une caméra. Pour les sources très faibles, il se peut qu'il n'y ait pas assez de particules de lumière provenant de la source pour qu'elle soit visible. L'une des techniques dont disposent les astronomes pour la rendre visible est l'intégration (comme pour les expositions plus longues en photographie).

Intégration

Les sources astronomiques ne bougent pas beaucoup : seules la rotation et le mouvement de la Terre les font se déplacer à travers les cieux. Au fur et à mesure que les particules de lumière atteignent la caméra, elles frappent le même endroit, le rendant plus lumineux et plus visible que l'arrière-plan, jusqu'à ce qu'on puisse le voir.

Les télescopes de la plupart des observatoires (et les instruments satellitaires) peuvent normalement suivre une source lorsqu'elle se déplace dans le ciel, ce qui fait apparaître l'étoile immobile au télescope et permet des expositions plus longues. De plus, les images peuvent être prises au cours de différentes nuits, ce qui permet de prolonger l'exposition pendant des heures, des jours ou même des mois. À l'ère du numérique, les images numérisées du ciel peuvent être additionnées par ordinateur, qui superpose les images après correction du mouvement.

Optique adaptative

L'optique adaptative consiste à modifier la forme du miroir ou de la lentille tout en regardant quelque chose, pour mieux le voir.

Analyse des données

L'analyse des données est le processus qui consiste à tirer plus d'informations d'une observation astronomique qu'en la regardant simplement. L'observation est d'abord stockée sous forme de données. Ces données seront ensuite analysées à l'aide de différentes techniques.

Analyse de Fourier

L'analyse de Fourier en mathématiques peut montrer si une observation (sur une certaine durée) change périodiquement (change comme une vague). Si c'est le cas, elle peut extraire les fréquences et le type de modèle d'onde, et trouver beaucoup de choses, y compris de nouvelles planètes.

Domaines

Un bon exemple de champ provient des pulsars qui émettent régulièrement des impulsions dans les ondes radio. Ceux-ci se sont avérés être similaires à certains (mais pas tous) d'un type de source lumineuse dans les rayons X appelée binaire de faible masse. Il s'est avéré que tous les pulsars et certains LMXB sont des étoiles à neutrons et que les différences étaient dues à l'environnement dans lequel l'étoile à neutrons a été trouvée. Les LMXB qui n'étaient pas des étoiles à neutrons se sont révélés être des trous noirs.

Cette section tente de donner un aperçu des principaux domaines de l'astronomie, de leur période d'importance et des termes utilisés pour les décrire. Il convient de noter que l'astronomie de l'ère moderne a été principalement divisée par le spectre électromagnétique, bien que certains éléments indiquent que cette situation est en train de changer.

Champs par organisme

Astronomie solaire

L'astronomie solaire est l'étude du Soleil. Le Soleil est l'étoile la plus proche de la Terre, à environ 92 millions (92.000.000) de kilomètres. C'est la plus facile à observer en détail. L'observation du Soleil peut nous aider à comprendre comment les autres étoiles fonctionnent et se forment. Les changements dans le Soleil peuvent affecter le temps et le climat sur Terre. Un flux de particules chargées, appelé vent solaire, est constamment envoyé par le Soleil. Le vent solaire qui frappe le champ magnétique de la Terre provoque les aurores boréales. L'étude du Soleil a aidé les gens à comprendre le fonctionnement de la fusion nucléaire.

Astronomie planétaire

L'astronomie planétaire est l'étude des planètes, des lunes, des planètes naines, des comètes et des astéroïdes ainsi que d'autres petits objets qui gravitent autour des étoiles. Les planètes de notre propre système solaire ont été étudiées en profondeur par de nombreux vaisseaux spatiaux en visite, comme Cassini-Huygens (Saturne) et les Voyager 1 et 2.

Astronomie galactique

L'astronomie galactique est l'étude des galaxies lointaines. L'étude des galaxies lointaines est le meilleur moyen de connaître notre propre galaxie, car les gaz et les étoiles de notre propre galaxie la rendent difficile à observer. Les astronomes galactiques tentent de comprendre la structure des galaxies et la façon dont elles se forment en utilisant différents types de télescopes et de simulations informatiques.

Astronomie des ondes gravitationnelles

L'astronomie des ondes gravitationnelles est l'étude de l'Univers dans le spectre des ondes gravitationnelles. Jusqu'à présent, toute l'astronomie qui a été faite a utilisé le spectre électromagnétique. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l'espace-temps émises par des objets très denses qui changent de forme, comme les naines blanches, les étoiles à neutrons et les trous noirs. Comme personne n'a été capable de détecter directement les ondes gravitationnelles, l'impact de l'astronomie des ondes gravitationnelles a été très limité.

Pages connexes