Vie extraterrestre

Conférence de Jean-Charles  Le Tarnec

A l’époque, la majorité pensait qu’il n’était pas possible qu’il existe une vie ailleurs, que nous étions seul dans l’Univers. Au fur et à mesure des années, des milliards d’étoiles ont été découvertes, ouvrant vers des possibilités d’autres systèmes solaires similaires au notre. La science progresse, on découvre de nombreuses exo-planètes. Aujourd’hui, les scientifiques tentent d’établir le contact avec des espèces extra-terrestres. Grâce à la conférence de Jean-Charles Le Tarnec, nous connaissons maintenant certains moyens de communication : les ondes radio qui, théoriquement, pourraient être réceptionnées et ainsi prouver l’existence d’espèces humaine en dehors du système solaire, les satellites avec lesquels les scientifiques envoient des vinyles ou des plaques comportant des messages, que les espèces extra-terrestre pourraient comprendre si elles sont assez évoluées.

Plaque embarquée dans les sondes Poineer 10 et 11

Vinyle transportée par les sondes spatiales Voyager 1 et 2

Explication des symboles, représentations inscrits sur le vinyle.

REMERCIEMENT

Cher Jean-Charles,

Merci de nous avoir accompagnés durant ces trois jours à Buthiers et d’avoir pris de votre temps pour nous. Nous avons beaucoup apprécié vos conférences qui étaient très intéressantes ainsi que votre aide durant le voyage. Nous avons particulièrement été intéressés par votre conférence sur la vie extraterrestre, elle nous a beaucoup appris sur les méthodes utilisées par les astronomes pour essayer de communiquer avec le reste de l’univers. Par exemple, envoyer des ondes qui pourraient être interceptées et comprises par une autre forme de vie dans cet univers.

Les coordonnées équatoriales et alt-azimutales

1- les coordonnées équatoriales :

Le système de coordonnées équatoriales est un système de coordonnées célestes dont les valeurs changent en fonction du lieu de l’observateur. La Terre est le centre d’une sphère imaginaire appelée la Sphère céleste. Celle-ci est scindée en 2 hémisphères (l’hémisphère boréal au Nord et l’hémisphère austral au Sud) par l’équateur céleste. On ne verra donc pas les mêmes choses dans le ciel (ou la voûte céleste) si l’on se trouve dans l’hémisphère Nord ou Sud.
L’axe de rotation de la Terre traverse la sphère céleste en 2 points: point de projection du pole Nord terrestre= pole Nord céleste
et pnt de projection du pole Sud terrestre= pole Sud céleste
L’étoile polaire est le point fixe de l’hémisphère Nord, elle est quasi alignée à l’axe de rotation de la Terre. Ses coordonnées sont: ascension droite de 2h31min et déclinaison de 89°15′

https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_de_coordonn%C3%A9es_%C3%A9quatoriales 

2- les coordonnées alt-azimutales :

Le système de coordonnées alt-azimutales, est un système de coordonnées célestes utilisé en astronomie par un observateur au sol. Le système sépare le ciel en deux hémisphère : l’un situé au-dessus de l’observateur et l’autre situé au-dessous, caché par le sol. Le grand cercle séparant les deux hémisphères situe le plan horizontal, à partir duquel est établi une altitude et un azimut, qui constituent les deux principales coordonnées de ce système.

L’azimut (A) est déterminé par l’angle entre le nord ou le sud géographiques et la projection de la direction de l’objet observé sur le plan horizontal. Les azimuts sont généralement numérotés de 0° à 360°.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_de_coordonn%C3%A9es_horizontales

STELLARIUM

Stellarium est un logiciel de planétarium. Il affiche un ciel réaliste en 3D, comme si nous le regardions à l’œil nu, aux jumelles ou avec un télescope. Il est utilisé par certains projecteurs de planétarium. Il suffit de rentrée nos coordonnées et on trouve tout ce que l’on veut.

Spectre du soleil

Démarche →

Nous avons d’abord découpé le document qui nous fournissait les bandes du spectre du soleil, pour cela nous avons fait une capture d’écran de chaque bande de lumière pour les placées dans Geogebra. Ensuite, nous avons recherché sur Internet la longueur visible du spectre de lumière qui est de 380 à 780, puis nous avons calculé la longueur de chaque bande avec deux calculs :

– 780-380 → qui nous permet de trouver la longueur entre la première et la dernière bande, qui est égale à 400.

– 400/30 (nombre total de bandes) → ce qui nous permet de trouver la longueur d’une bande, qui est d’environ 13.33.

Une fois que ces longueurs trouvées, il suffit d’insérer chaque bande dans Geogebra et d’entrer les coordonnées de chaque point (que l’on trouve en faisant le calcul → 380 + 13.33*numéro de la bande en question).

Ensuite, nous cherchons la mesure exacte d’une dizaine de petits traits. Pour cela, nous avons regardé sur Internet à quel éléments chimique ils correspondent. Pour finir, on regarde sur Geogebra la position du point par rapport à la droite des ordonnées.

fichier geoegbra

Pour les éléments chimiques – O2 (Molécule de dioxygène présente dans l’atmosphère terrestre) nous avons trouvé 686.7

– H I (hydrogène neutre) nous avons trouvé 656.3 nm

– Fe I (Fer neutre) nous avons trouvé 438.4 nm

– CH (molécule de méthylidyne) nous avons trouvé 430.5 nm

– Ca II (Calcium une fois ionisé) nous avons trouvé 393.4 nm

– O IV (Oxygène trois fois ionisé) nous avons trouvé 480.05 nm

– He ( Hélium ) nous avons trouvé 587.6 nm

– Mg I (Magnésium neutre) nous avons trouvé 516.7 nm

– NA ( Sodium ) nous avons trouvé 589.6 nm

– Sc I (Scandium neutre) nous avons trouvé 769.5 nm

– Ni I (Nickel neutre) nous avons trouvé 508.5 nm

Newton fut le premier, en 1671, à découvrir le spectre du soleil visible. Nous sommes allés, avec notre classe, à l’observatoire de Buthier où nous avons pu observer le spectre visible du soleil, présenté ci-dessus.

SOURCE → site de l’observatoire de Paris https://media4.obspm.fr/public/AMC/pages_tp-spectre-soleil/identification.html

→ Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectre_visible

→ livre « Atomes » de Théodore Gray, édition, place des victoires.

Autobiograpghie de Huygens

La tête dans les étoiles

Je me présente, Christiaan Huygens, astronome. Bienvenue dans un petit journal retraçant ma vie. L’envie d’écrire me démangeait depuis quelque temps et j’ai enfin décidé de m’y mettre ! Je vais donc-vous conter l’histoire d’une vie passionnée par l’univers.

Je suis né le 14 avril 1629, dans la Haye en Provinces-Unies. Je suis donc néerlandais et fils unique du diplomate et poète Constantin Huygens ainsi que le petit-fils de Christian Huygens, secrétaire des commandements du prince d’Orange.

Lors de ma jeunesse, j’eu la chance d’être instruit pas les mathématiciens Jan Stampioen et Frans Van Schooten qui m’apprirent beaucoup de choses. Je pars ensuite étudier le droit et les mathématiques à l’Université de Leyde où j’en sors diplômé.

Grâce à l’enseignement de mes précepteurs, je me penche très tôt vers l’astronomie. Dès 1652, je travaille sur les règles de choc, qui dictent la conservation de la quantité d’un mouvement, que je parviens à corriger pour déterminer les règles correctes. Ces règles avaient été établies par Descartes, très bon ami de la famille. Mais je ne publie ma découverte qu’en 1669, à l’occasion d’un concours lancé par la Royal Society. Après cette « découverte », si je peux l’appeler ainsi, je décide d’observer notre univers en utilisant un télescope dont j’améliore quelques performances afin de pouvoir effectuer des observations plus précises. J’utilise aussi des instruments pour mesurer le temps, je mets alors au point les horloges à balancier. Je publie en 1673 un livre, nommé Horlogium Oscillatorum, qui explique comment fabriquer ces horloges fonctionnant sur le principe du pendule.

En 1655, je pars m’installer à Paris et prend connaissance des échanges épistolaires entre Blaise Pascal et Pierre de Fermat sur la théorie des probabilités. Grâce à ces échanges, je publie le premier livre sur le calcul des probabilités dans les jeux d’hasard en 1657. Toujours en 1655, je découvre Titan, un satellite de Saturne et comprend enfin ce qu’étaient les « oreilles » de la planète, mentionnées par Galilée : des anneaux autour de la planète.

6 ans après, en 1661, je pars à Londres où je deviens membre de la Royal Society.

Je reviens en 1666 à Paris, par l’invitation de Colbert qui devint mon protecteur, je deviens un nouveau membre de l’Académie Royale des Sciences. J’aidais à la direction et l’organisation de celle-ci en me basant sur ce que j’avais vu à Londres, dans la Royal Society.

De plus, je participe à la construction de l’Observatoire de Paris, qui fut achevé en 1672, où j’y effectuerai d’autres observations astronomiques.

Je publie un nouvel ouvrage en 1678, le Traité de la Lumière, un livre où j’ai retranscrit différents arguments en faveur de la théorie ondulatoire de la lumière.

A la suite d’une maladie grave, je décide de retourner un moment à la Haye avant de revenir à Paris. Ce ne fut pas mon seul retour sur la terre de mes ancêtres : ma santé se dégradant de plus en plus j’ai mainte et mainte fois du regagner la Haye afin de me soigner.

En 1683, Colbert rend son dernier souffle. Deux ans plus tard, à lieu la révocation de l’Edit de Nantes et pendant le même temps le roi Louis XIV déclare la guerre à mon pays natal, je suis alors contraint de rentrer à La Haye en 1685.

J’effectue un séjour à Londres, en 1689 où j’y rencontre Newton. Ce fut une rencontre très intéressante où nous nous sommes partagés nos opinions et nos recherches. Je rentre peu de temps après aux Provinces-Unies. Et en 1690, je commence la rédaction d’un ouvrage que je continue encore aujourd’hui. Je pense l’appelé Cosmotheoros, ce nom me plait bien. En tout cas comme je pense être là pour un petit moment, je vais l’écrire minutieusement.

Voici la courte mais remplie histoire de ma vie, en vous saluant chaleureusement.

L’homme qui avait la tête dans les étoiles.

13 octobre 1692

Christiaan Huygens mourut le 8 juillet 1695.

Sa dernière œuvre, Cosmotheoros, fut publiée à titre posthume en 1998.

Ses découvertes sur Saturne ont valu à Huyghens de donner son nom à l’atterrisseur de la sonde Cassini-Huygens qui s’est posé sur Titan en janvier 2005.

Portrait de Huygens

http://www.futura-sciences.com/sciences/personnalites/astronomie-christian-huygens-672/

https://fr.wikipedia.org/wiki/Christian_Huygens#Bibliographie

Autobiographie de Cassini

Un observateur affuté

Mon nom est Jean-Dominique Cassini et voici le carnet de ma vie. Sur un coup de tête, j’ai décidé de résumé en ces lignes celle-ci. Non pour me vanter de ce que j’aurai pu réaliser mais plutôt pour me remémorer les années vécues car, il est vrai qu’à l’instant où j’écris, je ne suis pas au plus haut de ma forme.

Tout à commencer à Périnaldo en Savoie, le 8 juin 1625 lorsque je suis né puisqu’il faut bien un début à tout.

Je vous épargnerai mon enfance qui ne fut pas la plus mouvementé de toutes, rien de bien important durant ces quelques années.

J’ai étudié au collège Jésuite de Gênes, où je me forgeai une solide connaissance sur l’étude de lettres. Après ces années à Jésuite, je me rends à l’abbaye de San Fructuoso où j’y développe un grand intérêt pour la poésie mais surtout pour les mathématiques et l’astronomie.

En 1644, je me mets au service d’un marquis du nom de Cornelio Malvasia, riche amateur de Modène, en tant qu’astronome. C’est à partir de ce moment-là et grâce M.Malvasia que ma carrière d’astronome commença.

Durant mes années au service du marquis, j’ai pu publier mes observations qui furent jugées de très bonnes qualités, me donnant ainsi accès à un poste dans l’Université de Bologne en tant que professeur d’astronomie, en 1650.

Par la suite, le Sénat de Bologne me demanda de bien vouloir devenir délégué pour arbitrer un conflit entre Bologne et Ferrare puisque les deux villes n’étaient pas en accords quant au fait de la régulation des cours du Reno et du Pô. Je fis également construire une méridienne dans la basilique de San Petronio de Bologne. Et j’ai participé à la découverte de la variation d’intensité de la pesanteur en fonction de la latitude au cours d’un voyage à Cayenne.

Le Pape me nomma, après cette participation, en 1663, super intendant des fortifications d’Urbain, ce fut le début de ma longue collaboration avec le Pape. En 1665, je fis plusieurs découvertes dont la grande tache rouge de Jupiter, et je réussis à déterminer la vitesse de rotation de Jupiter, Mars et Vénus.

5 ans plus tard, en 1668, Colbert m’invite à devenir membre de la nouvelle Académie de Paris, ce que j’accepte avec l’accord du Pape.

Et ce fut le 4 avril 1669 que j’arrive à Paris. A ce moment-là, l’Observatoire de Paris était en pleine construction et j’avais du mal à m’intégrer parmi les autres. J’étais de nature plutôt autoritaire et hautaine, les gens ne m’appréciaient guère pourtant je réussi à me forger une place grâce à mon travail effectué. De 1668 à 1693, je publie les Éphémérides des satellites de Jupiter et décide de rédiger des mémoires.

En 1671, c’est-à-dire deux ans plus tard, le Pape me rappelle. Mais je refuse de revenir préférant mes observations et recherches à Paris malgré que l’Observatoire soit encore en construction.

Me sentant tellement bien en France, je finis par demander ma naturalisation française en 1673. Et ce fut également en 1673, que je réussis ma première distance précise de la Terre au Soleil.

L’année d’après je me mari avec ma bien-aimée Genevève de Laistre. Puis le 18 février 1677, Genevève donna naissance à notre unique fils Jaques. Je découvre, en 1675, les quatre satellites de Saturne ainsi que la division Cassini des anneaux de Saturne.

Après être devenu le directeur de l’Observatoire, je commence mes différentes recherches et observations, que je continus encore aujourd’hui.

Mes recherches finissent par payer, je fais de nouvelles découvertes en 1683. Je réussis à déterminer la parallaxe du Soleil et vers 1690, je fus le premier à pouvoir observer la rotation différentielle dans l’atmosphère de Jupiter.

Malgré les mémoires que j’avais déjà effectués, j’ai réalisé cette petite autobiographie afin de pouvoir me recentrer sur moi-même et laisser une dernière trace puisque depuis quelque temps ma vue diminue gravement, aujourd’hui est peut être le dernier jour où je distingue quelque chose. Alors en ce moment, chaque soir, j’observe les étoiles, priant pour que le lendemain je puisse les voir.

20 juin 1709

Jean-Dominique Cassini est devenu aveugle en 1710, il meurt deux ans plus tard à Paris, le 14 septembre 1712.

Ses découvertes sur Saturne ont valu à Cassini de donner son nom à l’orbiteur de la sonde Cassini-Huygens qui s’est mis en orbite autour de Saturne en 2004.

Jean-Dominique Cassini était en plus d’un astronome brillant, une personne curieuse et cultivée. Malgré ses airs hautains, il se remettait en question, il a déjà rejeté certaines de ses conclusions. Et nous supposons qu’il aimait être au centre de l’attention ou du moins avoir des responsabilités avec les postes importants qu’il a obtenus.

Portrait de Cassini

https://fr.wikipedia.org/wiki/Famille_Cassini

http://www.astropolis.fr/articles/Biographies-des-grands-savants-et-astronomes/Cassini/astronomie-Jean-Dominique-Cassini.html

La vidéo que nous avons montée est une présentation de Cassini. Il demande à Colbert si il peut l’aider afin d’avoir des fonds pour continuer ses recherches.

Colbert accepte de l’aider, il lui envoie une lettre pour accepter son offre. Nous retrouvons alors Cassini 22 ans plus tard qui explique à ses “abonnées” le chemin qu’il a parcouru depuis toute c’est années et s’il a aboutie ou non à son principal projet.

Introduction vidéos

Bonjour mon nom est Cassini et j’ai visité hier le château de Fontainebleau avec mon ami Huygens. J’ai trouvé se château très intéressant. Je trouve qu’il montre extrêmement bien la puissance, la magnificence du roi a travers la grande galerie que nous avons visité. Mais se qui m’a le plus marqué c’est le plafond des étoiles, dans le salon Henri II. Je trouve qu’il démontre bien la société dans laquelle nous sommes. Certains croient que les dieux grecs existent et qu’ils nous permettent d’expliquer le ciel. Quelles bêtises !!!!! Certains comme Copernic tentent de comprendre ce qui les entoure. Ce plafond montre la société qui se construit avec les croyances (les planètes associées aux dieux) et la science qui évolue (soleil au centre). A la suite de toutes mes constatations j’ai décidé de demandé la protection du roi François 1^er afin qu’il puisse financer mes travaux. Ainsi je pourrai faire avancer la science.

Voici comment ma rencontre avec le roi s’est déroulée …

Précisions sur une découverte : La découverte de la distance Terre-Mars

Grâce à la troisième loi de Kepler, nous connaissons les distances (en unité astronomique) des planètes entre elles, seulement à l’époque, l’unité astronomique n’était pas connue. En mesurant la distance Terre-Mars, Cassini a permis de déterminer l’unité astronomique et de connaître les distances en kilomètres des planètes entre elles.

Afin de déterminer la distance Terre-Mars, Cassini souhaitait faire sa triangulation sur Terre. Il a donc utilisé des lunettes astronomiques, qu’il pensait suffisamment précises.

Avec l’astronome français Jean Richer, ils décidèrent de calculer la position de Mars depuis deux endroits éloignés sur Terre. Cassini a donc envoyé Richer en Guyane (à Cayenne plus précisément) pendant qu’il restait à Paris. Ils profitèrent du moment où Mars était au plus près de la Terre (on dit qu’elle est en opposition, ça arrive environ tous les 3 ans) pour effectuer leurs recherches en 1672.

Après avoir effectué plusieurs mesures et calculs complexes, Cassini parvient à déterminer l’angle de Mars, vu de Paris, lors de son passage au méridien (30°4′ au-dessus de l’horizon). Vu de Cayenne, Mars est située à 73°57’40” au-dessus de l’horizon au moment de son passage au méridien, 3 heures 29 minutes plus tard. Étant donné que Mars n’était pas exactement située sur l’écliptique à cet instant, la distance Paris – Cayenne (ou distance h sur le schéma) vue depuis Mars doit être calculée précisément.

Si depuis la planète Mars, on observe la distance Paris-Cayenne, c’est la distance h (en bleu) qui sera calculée. Il faut donc être sûr de cette distance si on veut en déduire la distance Terre-Mars. Il a donc utilisé la trigonométrie :

• Le triangle Paris-Cayenne-C a un angle C (n°1) de 43°55′, soit 43,92°. C’est un triangle isocèle. Le rayon de la Terre étant de 6370 km, on en déduit donc que :

Paris-Cayenne = 2 × 6370 × Sin(43,92/2) = 4764 km

• Calculons maintenant l’angle Paris-Cayenne-H (n°5) :

Comme le triangle Paris-Cayenne-C est isocèle, et que l’angle C fait 43,92°, alors on en déduit que l’angle Paris-Cayenne-C (n°8) est de = (180 – 43,92) / 2 = 68,04°

Comme depuis Cayenne, la planète Mars est à 73°57’40” (c’est à dire 73,9611°) (n°3), alors l’angle C-Cayenne-H (n°4) est de 90 – 73,9611 = 16,0389°

On en déduit donc que l’angle Paris-Cayenne-H (n°5) = Paris-Cayenne-C – C-Cayenne-H = 68,04° – 16,0389° = 52,0011°

• La fameuse distance h est donc de : sin(52,0011) × 4764 = 3754 Km

Ainsi, une distance de 3754 km, vue depuis la surface de Mars, représente un angle de 17 ‘ ‘, soit (0,00472°).

Donc :

Distance Terre – Mars = 3745 km / tan(0,00472°) = 45,5 Millions de km

Outils de l’Astronome

Groupe Cassini 1 (1625-1712)- Huygens (1629-1695):

Thème 6 : les outils de l’astronome.

Vous ne récolterez des informations que dans la période correspondant aux dates de vie et de mort de l’astronome.

– Quels outils Cassini 1 et Huygens ont-t-ils utilisés ? : présentation rapide.

– Focus particulier : L’oculaire (lentille) de Huygens

– Présentation : taille, forme, éléments constitutifs, matériaux, date de création.

– Comment on l’utilise : exemple d’observation.

Lors de leurs observations du ciel, Cassini et Huygens ont utilisé des lunettes astronomiques. Une lunette astronomique est un instrument inventé par l’astronome Kepler. Cet outil est composé de lentille et permet d’augmenter la luminosité et la taille des objets du ciel durant des observations.

Afin d’améliorer la vue dans les lunettes astronomiques, l’astronome Huygens à inventer un nouvel oculaire. Il est composé de deux lentilles, dit aussi un doublet, qui sont taillées dans le même verre, une de dimensions plus grande que l’autre. Basé sur l’oculaire de Kepler, Huygens le modifie en 1659 pour permettre une meilleure observation. Cet outil permet un champ de vision entre 30 et 40°.

Schéma de la composition d’un oculaire

L’image ci-dessus est un schéma permettant de comprendre le fonctionnement de l’oculaire inventé par Huygens.

Grâce à ces lunettes astronomiques, Cassini et Huygens ont pu effectuer des découvertes sur plusieurs des planètes de notre système solaire comme Jupiter ou Saturne. Par exemple : Huygens a découvert grâce à ces lunettes, Titan un satellite de Saturne et Cassini a découvert la grande tâche rouge de Jupiter.