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Physique - 2016
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HISTOIRE DE LA GRAVITATION
LA PRÉHISTOIRE
Stonehenge (ANGLETERRE entre -2800 et -1100) : un monument
mégalithique pour prévoir la date des solstices.
Newgrange (Irlande - 3200 avant JC) : chaque année, le jour du solstice
d’hiver, le soleil pénètre directement dans la chambre centrale, pendant
15 minutes.
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LA NAISSANCE DE L’ÉCRITURE : L’ANTIQUITÉ
L’apparition de l’astrologie à Babylone.
La racine indo-européenne dei « briller » (désignant le ciel lumineux en
tant que divinité) a donné :
Le mot « dieu » vient du latin deus.
Le nom du dieu grec Zeus dont le génitif est dios.
La lumière du jour : diurne.
Le jour, lui-même : die en latin.
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Les jours de la semaine en méditerranée :
1- Lundi : dies Lunae (jour de la Lune).
2- Mardi : dies Martis (jour de Mars).
3- Mercredi : dies Mercurii (jour de Mercure).
4- Jeudi : dies Jovis (jour de Jupiter).
5- Vendredi : dies Veneris (jour de Vénus).
6- Samedi : dies Saturni (jour de Saturne).
Qui est devenu dies Sambati (jour de sabbat)
7- Dimanche : dies Solis (jour du soleil).
Qui est devenu dies Dominicus (jour du seigneur)
Les jours de la semaine germaniques :
1- Sunday : Sun (le Soleil) le nom n'a pas changé.
2- Monday : Moon (la Lune).
3- Tuesday : Tiw, dieu de la guerre équivalent à Mars.
4- Wednesday : Woden (ou Odin).
5- Thursday : Thor, dieu du tonnerre équivalent de Jupiter.
6- Friday : Freya, déesse de la fertilité et de l’amour.
Équivalente à Vénus.
7- Saturday : Saturne.
Les hommes du début de l’antiquité étaient convaincus que la Terre
était plate.
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ÉRATOSTHÈNE (-276 ; - 194)
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Ératosthène parvient à calculer avec précision le périmètre de la Terre.
La Terre est donc ronde pour les savants de l’antiquité récente.
Il observe la position du Soleil au solstice d'été à Syène (Assouan), puis
à Alexandrie.
Ératosthène calcule l'inclinaison de l’axe de la Terre qui est responsable
des saisons.
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Le géocentrisme :
Le géocentrisme est une croyance de l’antiquité qui place la Terre au
centre du « monde ». Nous savons depuis qu’elle est fausse.
ARISTOTE (- 384 ; - 322)
PTOLÉMÉE (100 ; 170)
Un ensemble de sphères invisibles tourneraient autour de la Terre, qui
serait immobile. Très vite les savants adoptent une Terre en forme de
sphère.
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LE MOYEN-ÂGE
Les idées d’Aristote et de Ptolémée sont adoptées pendant tout le
moyen-âge, relayées par les religieux.
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LA RENAISSANCE
L’héliocentrisme :
Nicolas COPERNIC (1473 ; 1543) développe l’héliocentrisme : le Soleil se
trouve au centre du système solaire. Les planètes gravitent autour du
Soleil.
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Giordano BRUNO (1548 ; 1600) pense que le monde est infini, qu’il y a
d’autres « soleils » identiques au nôtre. Il est brûlé par l’inquisition en
1600.
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LA SCIENCE MODERNE
GALILÉE (1564 ; 1642) invente des expériences pour démontrer des
principes de physique.
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Galilée utilise la longue-vue (inventée en 1608 par Hans Lippershey)
comme lunette astronomique, et observe les étoiles invisibles à l'œil nu.
Galilée observe les phases et les cratères de la Lune.
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Galilée découvre la nature de la Voie Lactée.
Galilée étudie également les taches solaires.
Le 7 janvier 1610, Galilée découvre quatre satellites de Jupiter.
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JOHANNESS KEPLER (1571 ; 1630) énonce trois lois pour calculer l’orbite
des planètes en 1618.
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-1- Les planètes décrivent des trajectoires elliptiques dont le Soleil est
un foyer.
-2- La planète balaie des aires égales pendant des durées égales : quand
une planète se rapproche du Soleil elle accélère. Quand elle s’éloigne,
elle ralentit.
D
3) Plus la planète est éloignée du Soleil, plus elle met de temps pour
effectuer une révolution complète autour de lui : son année est plus
longue.
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ISAAC NEWTON (1643 ; 1727) énonce les lois de l’inertie (dont
certaines étaient déjà connues de Galilée).
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• Pour qu’un objet au repos se mette en mouvement, il faut exercer
une action mécanique (une force) sur lui.
• Une fois que l’objet bouge, il faut exercer une force en sens inverse pour le ralentir ou l’arrêter.
• Pour dévier un objet, il faut exercer une force latérale (sur le côté).
• Si aucune force ne s’exerce, le mobile continue à bouger à la même
vitesse et en ligne droite.
NEWTON découvre la loi des actions réciproques :
La Terre attire la Lune. La Lune attire aussi la Terre. Avec la même
intensité.
Le Soleil attire la Terre. La Terre attire aussi le Soleil. Avec la même
intensité.
NEWTON découvre les lois de la gravitation universelle
et les met en équation.
La Terre attire la Lune avec une certaine force. La Lune attire la Terre
avec la même force mais de sens opposé.
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Le Soleil attire la Terre avec une certaine force. La Terre attire le Soleil
avec la même force mais de sens opposé.
Newton explique que la Lune « tombe » vers la Terre, mais qu’elle a une
vitesse suffisante pour la « rater » et rester satellisée autour d’elle.
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Newton met en équation la trajectoire des astres et les forces qui
agissent sur eux. Il fonde la Physique moderne.
Newton invente le télescope à miroir.
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LE MONDE CONTEMPORAIN
Grâce au télescope les découvertes s’enchaînent.
Notre position : 26 000 A. L. du centre de la Voie Lactée.
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Notre galaxie, la VOIE LACTEE se situe au bord d’un superamas de
galaxies mesurant 500 millions d’années de lumière : LANIAKEA
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ALBERT EINSTEIN (1879 ; 1955)
EINSTEIN décrit l’espace-temps qui structure l’Univers : le temps n’est
pas indépendant de l’espace, mais sa quatrième dimension. Le temps
et l’espace sont inséparables.
Einstein pose les bases de la Physique actuelle.
Einstein trouve l’équation d’équivalence entre la masse et l’énergie
(e = m × c2).
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Pour Einstein, la gravitation est une déformation de l’espace-temps.
Une étoile de masse importante peut dévier la lumière.
Sa théorie est vérifiée en 1919 pendant une éclipse de Soleil au
Mexique.
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EDWIN HUBBLE (1889 ; 1953) découvre d’autres galaxies en dehors de
la Voie Lactée.
Hubble s’aperçoit que toutes les galaxies s’éloignent de nous, mais aussi
de toutes les autres galaxies.
L’espace-temps s’agrandit donc. L’univers s’agrandit : il est en
expansion.
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GEORGES LEMAITRE (1894 ; 1966) un chanoine belge, est le premier à
établir le rapport constant entre distance et vitesse d'éloignement. Il
fournit, en 1927, une évaluation de cette constante. On considère qu’il
est un des pères de la description de l’évolution cosmologique standard
de l’univers.
Si l’univers grandit encore actuellement, cela signifie qu’autrefois
l’Univers était très petit, très dense et extrêmement chaud.
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L’Univers continue de « grandir » et son énergie se « dilue ». Il
« refroidit » en « grandissant ». Reste-t-il une trace de cette fournaise
initiale ?
En 1964, Arno PENZIAS et Robert WILSON découvrent un rayonnement
fossile (3 degrés au-dessus du zéro absolu) qui baigne tout l’Univers,
confirmant l’évolution de l’univers.
L’histoire de l’univers sera appelée plus tard, après de nombreuses
vérifications, la théorie du « BIG BANG ».
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Le fond cosmique diffus.
Rappels :
Une croyance est une opinion personnelle privée qui n’est pas vérifiable
au moment où elle est formulée.
Une croyance qui a été invalidée par des expériences scientifiques, mais
qui est toujours répétée par paresse intellectuelle est un mensonge.
Une conjecture est une règle ou une loi que l’on ne sait pas encore
vérifier, mais qui permet de décrire et prédire correctement la réalité.
Une hypothèse est une loi ou une règle que l’on va vérifier ou infirmer
par une expérience scientifique, en la confrontant avec la réalité.
Une théorie est une loi ou une règle qui a été vérifiée par de
nombreuses expériences scientifiques indépendantes. La théorie décrit
correctement la réalité au moment où elle est formulée, dans le
domaine où elle a été vérifiée. La théorie peut être modifiée ou affinée
plus tard pour mieux décrire la réalité ou expliquer d’autres phénomène
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La théorie du « Big Bang » décrit donc l’histoire de l’univers :
• L’univers actuel s’est donc formé, il y a environ 13,8 milliards
d’années.
• L’univers s’est étendu à partir d’une « singularité » : un point extrêmement petit renfermant une énergie colossale.
• La matière s’est formée à partir d’une partie de cette énergie.
• L’Univers continue de s’étendre actuellement. Les galaxies s’éloignent d’autant plus vite qu’elles sont éloignées les unes des
autres.
• On peut remonter l’histoire de l’univers vers cette singularité.
• Mais actuellement, on ne sait rien de l’origine de notre univers
car on ne peut qu’approcher la singularité.
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• On ne peut évidemment pas remonter dans le passé au-delà de
cette singularité pour dire si elle a eu un « avant » ou une
« cause ».
• On ne sait pas exactement comment l’univers va évoluer dans le futur très lointain.
• La vitesse de la lumière ne nous permet de connaître qu’une
partie de l’univers.
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VERNER VON BRAUN (1912 – 1977) Crée pour les nazis des missiles,
puis des fusées pour les américains.
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3 novembre 1957 :
LAÏKA est envoyée dans l’espace par les soviétiques. C’est le début de la
conquête spatiale.
12 avril 1961 : YOURI GAGARINE (URSS) est le premier homme à
effectuer un vol en dehors de l’atmosphère autour de la Terre.
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16 juillet 1969 : La fusée la plus puissante du monde SATURN V (USA)
propulse la mission APOLLO XI vers la Lune.
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NEIL ARMSTRONG (USA) est le premier être humain à marcher sur la
Lune, le 21 juillet 1969 à 02 h 56 (GMT).
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2014 : Les sondes VOYAGER lancées en 1977 quittent le système
solaire…
Crédit photographique : Wikipedia, la NASA,
Reuter, Gotlib, Science & Vie, Science et Avenir…
