Clefs n°58 Automne 2009
Clefs n°58 Automne 2009
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°58 de Automne 2009

  • Périodicité : annuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 168

  • Taille du fichier PDF : 7,3 Mo

  • Dans ce numéro : dans les secrets de l'Univers.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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158 sa couleur sont corrélées. Les céphéides constituent donc de bons indicateurs de distance, notamment pour les galaxies proches. champ magnétique : champ de force généré par des courants électriques. Il s'exprime en tesla ou en gauss (1 G = 10 -4 T). La composante toroïdaledu champ est orientée comme les parallèles du globe. La composante poloïdale du champ reliant les pôles est donc orientée comme les méridiens. champ scalaire : particules et champs sont les deux facettes de la version relativistede la dualité onde-corpuscule de la mécanique quantique ; les particules sont classifiées par leur spin (1/2 pour l’électron et 1 pour le photon) ; les champs scalaires sont les ondes associées aux particules de spin 0. charbon actif : charbon d’origine végétale ayant subi un processus d’activation lui conférant une surface spécifique importante et donc un fort pouvoir adsorbant. choc : discontinuité de densité comme celle produite par un avion passant le mur du son. chromosphère : couche basse de l'atmosphère solaire située au voisinage immédiat de la photosphère.combustible (thermonucléaire) : éléments légers pouvant fusionner dans un réacteur thermonucléaire (ou une étoile) et produire de l'énergie.comète : corps céleste du système solaire composé d’un noyau rocheux et glacé qui, au voisinage du Soleil, s’échauffe et éjecte une atmosphère constituée de gaz et de poussières. La che ve lure ou queue ainsi formée peut s’étendre sur des millions de kilomètres. constante de Boltzmann(k B) : constante fondamentale intervenant pour exprimer la correspondance entre température et énergie en physique statistique ; k B = 1,38. 10 -23 J/K. constante cosmologique : constante ajoutée par Albert Einstein à sa théorie de la relativité générale pour aboutir à un Univers stationnaire ; lors de la découverte de l’expansion de l’Univers par Edwin Hubble, en 1929, Albert Einstein abandonna ce concept mais la découverte de l’accélération de l’expansion de l’Univers à la fin des années 1990 a relancé l’idée de la constante cosmologique car son introduction dans la théorie de la relativité générale permet également de décrire un Univers en expansion accélérée. convective (région ou zone) : zone externe, où les atomes ne sont pas forcément ionisés, siège de courants convectifs. coordonnées équatoriales (système de) : les étoiles sont repérées sur la sphère céleste par l'ascension droite et la déclinaison. L'ascension droite () est l'équivalent sur la sphère céleste de la longitude terrestre. Elle se mesure sous la forme d'un angle exprimé en heures (h), minutes (min) et secondes (s). La déclinaison () est l'équivalent sur la sphère céleste de la latitude terrestre. Elle est exprimée en degrés (°), minutes (') et secondes(") d'arc. La position des étoiles est souvent donnée par les catalogues en coordonnées J2000. corps noir : corps idéalisé qui absorbe totalement les rayonnements à toutes les longueurs d'onde et émet lui-même un rayonnement qui n'est fonction que de sa température. cosmologie : discipline qui étudie la structure et l'évolution de l'Univers dans son ensemble. courant de fuite : courant circulant dans le détecteur, sous l’effet d’un champ électrique extérieur appliqué, ceci en l’absence d’éclairement par une source lumineuse, X ou gamma en l’occurrence. couronne (solaire ou stellaire) : partie externe de l’atmosphère du Soleil (ou de l'étoile), transparente, qui s’étend sur des millions de kilomètres. CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 cryoréfrigérateur : appareil fonctionnant en circuit fermé et produisant du froid à très basse température (à température cryogénique < 120 K [< - 150 °C]). cycle CNO : aussi appelé cycle du carbone azote (oxygène), du nom des éléments qui apparaissent et interviennent dans les réactions en servant de catalyseur, ou cycle de Bethe, du nom du physicien américain Hans Bethe, prix Nobel 1967. Cycle de réactions thermonucléaires se produisant à l'intérieur des étoiles au cours duquel quatre noyaux d'hydrogène se transforment en un noyau d'hélium avec libération d'énergie. Ce cycle ne représenterait que 1,5% de l'énergie solaire. cycle solaire : variation périodique de l'activité solaire. Le cycle le plus net a une durée approximative de 11 ans. Cette activité se traduit par le développement de taches solaires. D deutérium : isotope « lourd » de l'hydrogène dont le noyau est formé d'un proton et d'un neutron. Le deutérium cosmique aurait été fabriqué lors de la nucléosynthèse primordiale, de sorte que, le deutérium ne pouvant être créé durablement dans les étoiles, la quantité actuellement présente est une indication essentielle sur la densité de la matière dans l'Univers. diagramme de Hertzsprung-Russell : diagramme ayant pour abscisse un indicateur de la température effective des étoiles (indice de couleur B-V, type spectral…) et pour ordonnée un indicateur de leur luminosité totale. Les étoiles se regroupent dans des zones bien définies (séquence principale, géantes, supergéantes et naines blanches) qui correspondent à des stades d'évolution distincts d'étoiles de masse et de composition chimique différentes. disque à symétrie cylindrique : un objet est à symétrie cylindrique s’il reste identique à lui-même lorsqu’on le fait tourner suivant un axe : l’axe de symétrie. disque d'accrétion : zone de capture par un astre, sous l'effet de la gravitation, de matière (poussières et gaz) dont l'accumulation conduit à l'apparition d'objets plus massifs, telles les planètesautour d'une étoile. disque protostellaire : disque de gaz issu de l’effondrement d’un nuage diffus au centre duquel une étoile est en cours de formation ; les parties externes du disque protostellaire peuvent donner naissance à des planètes. E échelle des magnitudes : les distances lointaines sont mesurées grâce à la luminositédes objets observés ; les astronomes utilisent la magnitude qui grade de façon logarithmique l’échelle des luminosités. effet Compton : processus par lequel un électron gagne de l'énergie lors d'une collision avec un photon de grande énergie ; effet Compton inverse : transfert d'énergie par collision d'un électron de très haute énergie à un photon. effet de lentille gravitationnelle : l'infime déviation de la lumière provenant des galaxies lointaines renseigne sur la distribution et la quantité de matière traversée en chemin (galaxies, amas de galaxies, matière noire), qu'elle soit visible ou invisible. L'effet est analogue à celui d'une lentille déformant légèrement le paysage d'arrière-plan. effet dynamo : propriété que possède un fluide conducteur de générer un champ magnétiquepar ses mouvements et d’entretenir ce champ contre la dissipation ohmique (dégagement de chaleur lié à la résistance du conducteur au passage du courant électrique).
effet granulaire du Soleil : la surface du Soleil portée à près de 5 800 degrés est très turbulenteet présente un aspect granulaire correspondant à des cellules convectives d’environ la taille de la France. effet Sunyaev-Zel'dovich (SZ) : diffusion des photons du fond diffus cosmologique sur les électrons chauds du gaz des amas de galaxies. Les photons gagnent de l'énergie. effets de marée : la forcedemaréerésulte de l'inhomogénéité du champ gravitationnel d’un astre. Elle déforme les corps au voisinage. Dans certains cas, les forces engendrées peuvent provoquer la dislocation des petits corps. efficacité quantique : efficacité de détection déterminée par le rapport entre le nombre de photons détectés sur le nombre de photonsincidents. Un détecteur parfaitement efficace a une efficacité quantique de 100%. électromagnétique (rayonnement ou onde) : rayonnement (ou onde) qui se propage dans le vide à la vitesse de la lumière par l'interaction de champs électrique et magnétique oscillants et qui transporte de l'énergie (photons). électron : particule élémentaire (lepton) chargée négativement. L'un des constituants de l'atome, gravitant autour du noyau. électron libre : électron, normalement lié à distance au noyau d'un atome, qui a rompu sa liaison avec cet atome. électronvolt (eV) : unité d'énergie correspondant à l'énergie acquise par un électron accéléré par un potentiel de 1 volt, soit 1 eV = 1,602. 10 -19 joule. Principaux multiples : le keV (10 3 eV), le MeV (10 6 eV) et le GeV (10 9 eV). élément (chimique) : ensemble des atomes de même numéro atomique (atomes dont les noyaux comportent exactement le même nombre de protons, quel que soit le nombre de neutrons). On parle d'éléments légers(hydrogène, hélium, lithium, béryllium, bore) et d'éléments lourds (les autres, du carbone à l’uranium pour ce qui est des éléments naturels, mais plus spécifiquement ceux dont le numéro atomique est égal ou supérieur à 80). émissivité : rapport entre le rayonnement émis par une surface et celui émis par un corps noir à la même température. énergie noire : énergie de nature inconnue introduite pour expliquer l'accélération qui paraît caractériser l’expansion universelle depuis quelques milliards d’années. Son existence est fondée notamment sur l'observation de certaines explosions d’étoiles, les supernovae de type Ia. entropie : quantité physique qui mesure le degré de désordre d’un système. équation aux moments : équation obtenue en moyennant sur les angles l’équation du transfert radiatif. équation d’état barotropique : l’équation d’état relie, entre elles, les grandeurs thermodynamiques d’un matériau (densité, température, pression…) ; elle permet, entre autres, de calculer la pression en fonction de la densité et de la température ; une équation d’état est dite barotropique si la pression ne dépend que de la densité. équation de Poisson : équation décrivant les propriétés du champ gravitationnel et les forces gravitationnelles à partir d’une distribution de masse dans l’espace. équation Vlassov-Poisson : combinaison des équations de l’hydrodynamique de l’évolution d’un fluide et de l’équation de Poissondécrivant la gravitation ; l’équation de Vlassov-Poisson décrit l’évolution d’un fluide soumis à sa propre gravité. équilibre hydrostatique : équilibre qui s'instaure dans un fluide lorsque la force de gravité(le poids) compense exactement le gradient vertical de pression. espace-temps : notion issue de la théorie de la relativité restreinte d’Einstein qui la proposa pour remplacer les notions d’espace et de temps. Le rapport entre les mesures d'espace et celles de temps est donné par une constante dont la valeur ne dépend pas de l’observateur : la vitesse de la lumière dans le vide. étoile : sphère de gaz constituée pour l'essentiel d'hydrogène et d'hélium en équilibre sous l'action de son propre poids et de la pression de son gaz. Des réactions de fusion thermonucléaire se déroulent dans ses régions centrales. Les étoiles massives (de 10 à 100 fois la masse solaire) sont très chaudes (10 000 - 30 000 K en surface). Elles brillentessentiellement dans l’ultravioletet sont de couleur bleue pour nos yeux. Les petites étoiles brillent peu, sont rouges, et mènent une vie tranquille. Leur température est faible (1 300 K en surface). étoile à neutrons : astre essentiellement composé de neutrons et qui résulte de l'effondrement ultime d'étoilesbien plus massives que le Soleil. Leur rayon atteint 10 à 15 km et leur densité 10 14 g/cm 3. Les pulsars (ou étoiles pulsantes) sont des étoiles à neutrons magnétiques en rotation rapide. F fission : éclatement d’un noyau lourd en deux morceaux, accompagné d’émission de neutrons, de rayonnements et d’un important dégagement de chaleur. fond diffus cosmologique : rayonnement fossile dans le domaine des micro-ondes, baignant tout l’Univers, émis au moment où celui-ci est devenu transparent aux photons. force de Lorentz (ou force électromagnétique) : une des quatre forces fondamentales de la physique avec la force de gravitation, les interactions faible et forte ; elle induit l’ensemble des interactions électriques et magnétiques observées. force de Van der Waals : force d’interaction électriquede faible intensité entre atomes ou molécules. fusion (thermonucléaire) : réaction nucléaire par laquelle de petits noyaux atomiques se combinent à haute température pour former de plus gros noyaux possédant une masse plus faible que la somme des masses des premiers, la différence de masse étant convertie en énergie selon la loi d'équivalence masse-énergie d'Einstein E=mc 2. Ce type de réactions permet au Soleil de briller durablement et est directement ou indirectement la source de la presque totalité de l'énergie sur Terre. G galaxie : agrégat de milliards, voire de centaines de milliards d'étoiles liées par l'attraction gravitationnelle, de poussière et de gaz atomique et moléculaire en quantités variables, formant le milieu interstellaire, et de matière sombre (ou noire) dont la nature reste inconnue. Leurs formes sont diverses. Les galaxies spirales sont constituées d’un disque fin rempli d’un mélange de gaz, de poussière et d’étoiles, et d’un bulbe plus épais au centre principalement rempli d’étoiles. C’est dans le disque qu’apparaissent des bras spiraux plus ou moins nombreux et plus ou moins marqués. Les galaxies elliptiques, pauvres en gaz, ont la forme d’une ellipse assez régulière. Les galaxies irrégulières, souvent petites et peu massives, sont riches en gaz et pauvres en étoiles. La convention est de mettre un g majuscule pour désigner notre Galaxie, la Voie lactée (la Galaxie, Galactique…). gauss : une unité de mesure du champ magnétique, notée G et langage de programmation pour les statistiques ; du nom de Carl-Friedrich Gauss (1777-1855), mathématicien, astronome et physicien allemand. géante rouge : étoile brillante mais à basse température de surface (inférieure à 5 000 K), de grande dimension, parvenue à l’un des derniers stades de son évolution après transformation de son hydrogène et de son hélium en éléments lourds. CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 159



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