1 : La science et l'univers - Un bref tour d'horizon
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De telles découvertes font de l'astronomie un domaine passionnant pour les scientifiques et bien d'autres, mais vous explorerez bien plus que les objets de notre univers et les dernières découvertes les concernant. Nous accorderons une attention égale au processus qui nous a permis de comprendre les royaumes au-delà de la Terre et aux outils que nous utilisons pour améliorer cette compréhension. Nous recueillons des informations sur le cosmos à partir des messages que l'univers nous envoie. Les étoiles étant les éléments fondamentaux de l'univers, décoder le message de la lumière des étoiles a été un défi central et un triomphe de l'astronomie moderne. Lorsque vous aurez fini de lire ce texte, vous saurez comment lire ce message et comment comprendre ce qu'il nous dit.
- 1.1 : La nature de l'astronomie
- En examinant l'histoire de l'univers, nous verrons encore et encore que le cosmos évolue ; il change profondément sur de longues périodes. Par exemple, l'univers a produit le carbone, le calcium et l'oxygène nécessaires à la construction de quelque chose d'aussi intéressant et complexe que vous. Aujourd'hui, plusieurs milliards d'années plus tard, l'univers est devenu un lieu de vie plus accueillant.
- 1.2 : La nature de la science
- Le juge ultime en science est toujours ce que la nature elle-même révèle sur la base d'observations, d'expériences, de modèles et de tests. La science n'est pas simplement un ensemble de connaissances, mais une méthode qui nous permet de comprendre la nature et son comportement. Cette méthode commence par de nombreuses observations sur une période donnée. À partir des tendances découvertes grâce aux observations, les scientifiques peuvent modéliser les phénomènes particuliers que nous voulons comprendre. Ces modèles sont toujours des approximations de la nature, sous réserve de tests supplémentaires.
- 1.3 : Les lois de la nature
- Au fil des siècles, les scientifiques ont extrait diverses lois scientifiques à partir d'innombrables observations, hypothèses et expériences. Ces lois scientifiques sont, en quelque sorte, les « règles » du jeu que joue la nature. Une découverte remarquable sur la nature, qui sous-tend tout ce que vous allez lire dans ce texte, est que les mêmes lois s'appliquent partout dans l'univers.
- 1.4 : Les chiffres en astronomie
- En astronomie, nous traitons les distances sur une échelle à laquelle vous n'auriez peut-être jamais pensé auparavant, avec des nombres plus grands que ceux que vous avez pu rencontrer. Nous adoptons deux approches qui facilitent un peu le traitement des nombres astronomiques. Tout d'abord, nous utilisons un système d'écriture de grands et de petits nombres appelé notation scientifique (ou parfois notation par puissance de dix). Ce système est très intéressant car il élimine les nombreux zéros qui peuvent sembler accablants au lecteur.
- 1.5 : Conséquences du temps de trajet léger
- Cela limite la rapidité avec laquelle nous pouvons nous renseigner sur les événements de l'univers. Si une étoile se trouve à 100 années-lumière, la lumière que nous en voyons ce soir a quitté cette étoile il y a 100 ans et arrive tout juste dans notre quartier. Le plus tôt que l'on puisse apprendre des changements dans cette étoile, c'est 100 ans après les faits. Pour une étoile située à 500 années-lumière, la lumière que nous détectons ce soir est partie il y a 500 ans et diffuse des informations vieilles de 500 ans.
- 1.6 : Un tour de l'univers
- Nous pouvons maintenant faire un bref tour d'introduction de l'univers tel que les astronomes le comprennent aujourd'hui afin de nous familiariser avec les types d'objets et les distances que vous rencontrerez tout au long du texte.
- 1.7 : L'univers à grande échelle
- Dans un sens très grossier, vous pourriez considérer le système solaire comme votre maison ou votre appartement et la Galaxie comme votre ville, composée de nombreuses maisons et bâtiments. Au XXe siècle, les astronomes ont pu montrer que, tout comme notre monde est composé de très nombreuses villes, l'univers est composé d'un nombre énorme de galaxies. Les galaxies s'étendent dans l'espace aussi loin que nos télescopes peuvent le voir, et des milliards d'entre elles sont à la portée des instruments modernes.
- 1.8 : L'univers des très petits
- La discussion qui précède vous a probablement fait comprendre que l'univers est extraordinairement vaste et extraordinairement vide. En moyenne, elle est 10 000 fois plus vide que notre Galaxie. Pourtant, comme nous l'avons vu, même la Galaxie est en grande partie un espace vide. L'espace intergalactique est si peu rempli que pour trouver un atome, il faut en moyenne parcourir un mètre cube d'espace. La majeure partie de l'univers est incroyablement vide ; les endroits denses, comme le corps humain, sont extrêmement rares.
- 1.9 : Une conclusion et un début
- Apprendre l'astronomie, c'est un peu comme apprendre une nouvelle langue : au début, il semble qu'il existe tellement de nouvelles expressions que vous ne les maîtriserez jamais toutes, mais avec de la pratique, vous vous familiariserez rapidement avec elles. À ce stade, vous pouvez également vous sentir un peu petit et insignifiant, éclipsé par les échelles cosmiques de distance et de temps. Mais il existe une autre façon de voir ce que vous avez appris lors de nos premiers aperçus du cosmos.
Miniature : Photographie de la galaxie NGC 6744, qui pourrait ressembler à la Voie lactée. (CC BY-SA 3.0 ; http://www.eso.org/public/images/eso1118a/)