distances_angles

La mesure des distances, des angles et du temps

	kilomètres	lumière
La Lune	300000	~1 seconde
Le Soleil	150 millions	~8 minutes
Le Système Solaire	milliards (10⁹)	heures
Étoiles proches	10¹³	années
Voie Lactée	10¹⁸	100000 années
Galaxies proches	10¹⁹	millions d’années
Quasars les plus lointains	10²⁶	~13 milliards d’années

Mesurer les distances sur la Terre: la triangulation

Si on connaît un côté d’un triangle et deux de ses angles, on connaît tout

Triangulation - les méridiennes

La mesure de la Terre

A première vue, la Terre est plate et l’Univers est infini. Les Grecs savaient que la Terre est ronde, mais ne connaissaient pas sa taille, jusqu’à Eratosthène qui a obtenu un très bon résultat avec sa mesure de l’ombre d’un obélisque.

La Lune

Si on connaît la taille de la Terre, on peut trouver la taille de la Lune (en mesurant l’ombre de la Terre lors des éclipses de Lune), et sa distance (par trigonométrie)

Le Soleil

Aristarque de Samos a obtenu une (mauvaise) estimation de la taille et de la distance du Soleil. Méthode d’Aristarque

Le Système Solaire

Au XVII° siècle Képler a déterminé les orbites et les lois qui régissent ces mouvements,

puis Newton les a expliquées et mises en équations, mais toujours sans connaître la distance Terre-Soleil (Unité Astronomique)

Depuis Képler on savait que le rayon de l’orbite de Jupiter était d’environ 5 UA. Mais combien vaut une UA en kilomètres?

Les transits de Mercure et Vénus ont donné des résultats, mais ceux-ci restaient imprécis à cause des erreurs dues à l’atmosphère.

Ce n’est que vers 1960 que des mesures par radar de Vénus ont donné la mesure de l’UA avec une bonne précision (149 597 870 km).

Les étoiles proches

L’UA est l’échelle pour mesurer tout le système solaire et les distances aux étoiles proches, grâce à la parallaxe (que nous utilisons aussi pour notre vision binoculaire).

La première mesure de distance d’étoiles par parallaxe (en 1860) a été réalisée sur 61 Cyg: 720 000 UA = 11,4 AL.

Les étoiles lointaines

Pour les étoiles plus lointaines, on utilise une autre méthode: L’éclat apparent dépend de la luminosité absolue et de la distance.
Si on connaît la luminosité on peut trouver la distance.

On peut estimer la luminosité absolue grace à la spectroscopie, mais aussi aux “bougies étalons” que sont les étoiles variables et les novas. Depuis le milieu du XX siècle, en appliquant ces méthodes aux étoiles d’autres galaxies, on a immensément amélioré notre estimation de la taille de l’Univers.

Les galaxies et autres objets lointains

C’est Edwin Hubble (parmi d’autres) au début du XX^e siècle qui a bouleversé notre connaissance de l’Univers, par l’étude des céphéides et du décalage vers le rouge (red shift), en montrant que la vitesse d’éloignement des galaxies est proportionnelle à leur distance.

La mesure des angles

	Nord - Sud	Est - Ouest
Terre	Latitude	Longitude
Ciel	Déclinaison	Ascension droite

Les instruments de mesure d’angles: Quadrants et Sextants

Armilles

Lunettes méridiennes

L’astrophotographie

Gaia

Orbite de Gaia

Comme les autres observatoires JWST et Euclide, Gaia se trouve au deuxième point de Lagrange (L2), à 1,5 million de kilomètres de la Terre.

Le temps

Temps local apparent

Le Soleil à midi

Temps local apparent	Directement donné par le Soleil
Temps solaire moyen	“Soleil moyen” - corrige les irrégularités
Temps universel	TU - anciennement GMT - calé sur la rotation de la Terre
Temps dynamique	absolument régulier - horloges atomiques