Plantologie:

Notion de temps:

Naissance de lunivers: 15Ga Naissance du systme solaire: 4,5Ga Naissance de lhomme: il y a 2Ma-> 1 semaine pour lhomme = 1Ma pour la Terre

Lactivit biologique change la Terre: Glaciologie: tude des glaces Hydrologie: tude de leau Mtorologie: tude du climatLeau (1 ressource minrale), le sable, les graviers sont utiliss en grande chelle et dstabilisent lenvironnement.

Chapitre 1: lunivers

Introduction:

Objets connus de lunivers:Vitesse de la lumire: 300000 km/sOn a une vision asynchrome de lespace.

I. Notion de distance

L anne lumire (al): Distance parcourue par la lumire pendant une anne1al = 9461 Gkm = 9461.10^15 m

Lumire Terre-Lune = 1sLumire Terre-Soleil = 8min

Etoile la plus proche du systme solaire: Proxima du centaure -> 4,20 al

Le parsec (pc)Utilis pour calculer les distances toiles-Terre. 1pc = 30,8 .10^12 = 3,26 al

Lunit astronomique (ua)Distance Terre-Soleil1ua = 149,6 Mkm (150)

II. Un univers hirarchis

Plante: Corps cleste non lumineux dont la surface est froide. (Temprature en quilibre avec le rayonnement reu par ltoile) Les plantes gravitent autour des toiles

Les toiles sont regroupes en galaxies.Les galaxies regroupent des milliards dtoiles, ce sont les constituants de base de lunivers. Elles fabriquent de la matire partir de gaz.Les galaxies sont regroupes en amas de galaxies eux-mmes regroups en super-amas.

Exemple: La Terre Galaxie = Voie lacte Amas: Amas local Super-amas: Super-amas de Vierge

III. La Voie lacte.

(Voir petit dessin)

Notre galaxie est constitue denviron 100 Mrd dtoiles ainsi que du gaz et de la poussire.

(Voir vue du dessus: Spirale)

Soleil: petite toile de 700000 km de rayon, 25 annes galactiques.

La galaxie tourne sur elle-mme; au bout dune anne galactique le soleil est revenu au mme endroit.1ag = environ 200MaIV Les diffrents types de galaxiesLa voie lacte est une galaxie spirale, qui se caractrise par 2 bras spiraux, avec un bulbe au centre (matire plus concentre). Elle tourne sur elle mme dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Sa longueur est de 100 000 al, sa largeur de 5000 al. Les galaxies spirales reprsentent 25 % des galaxies.La Voie Lacte est forme d'toiles, de poussires (les plantes) et de gaz. Le bulbe forme le halo galactique (plus lumineux cause des gaz.Le soleil est situ sur l'un des bras, 2/3 de l'axe. Rayon du soleil : 70 000 km200 millions d'annes = Une anne galactique.Les types de galaxies : Spirales (25%) Irrgulires (10%) Classification dfinie par Hubble en 1923 Elliptiques (65%) Trs lumineuses (Que des toiles)Galaxie = Usine transformer la matire.Sous l'effet de la gravit, les lments (matire + gaz) se regroupent pour former une toile. Donc : Galaxie irrgulire = Stade le moins avanc Galaxie spirale = Stade moyen Galaxie elliptiques = Dernier stade : Que des toiles.2) Autres objets de l'Univers Les Nbuleuses, vastes nuages de matire interstellaire claire par des toiles (Ex : Nbuleuse du crabe, provient de l'expansion d'une toile) Les Trous noirs : Endroits dans l'univers ou la densit de matire est si importante que la lumire ne peut pas en sortir (pas de diffusion de lumire). Trou noir Vide Les Quasars : Ressemblent aux galaxies (= Quasi Stellar Astronomical Radiosource). Ne produit pas d'nergie sous forme de lumire mais sous forme de sons et d'UV. Trs lointains dans l'univers (12 Milliard al)3)nergie dans l'universSe propage sous forme de rayonnements : Corpusculaires, forms par des particules (vent solaire) EM : Champ magntique associ champ lectrique, se propage c (ex : Photons). REM = mouvement vibratoire d'une certaine amplitude (f = nombre de crtes en seconde; = Distance entre 2 crtes ; c = .f)Dans l'univers, on trouve tous les types de rayonnement : Radio, Infrarouge, UV, rayons X et Gamma.

II. Formation et Histoire de l'UniversThorie du Big Bang : Plein de particules, forment un milieu trs dense, trs chaud, et d'un coup : Expansion.2 constats : Rcession des galaxies (de 12 15 milliards dannes): Dcouvert par Hubble en 1929, le spectre lumineux de la plupart des galaxies est dcal vers le rougeEffet Doppler : La frquence de la lumire mise par un objet change selon son mouvement par rapport l'observateur. Elle est plus bleue si l'objet se rapproche.V = H.d avec H = Constante d'Hubble La vitesse d'loignement des galaxies est proportionnelle leur distance. Rayonnement fossile : (= Neige sur tl, Radio), dcouvert en 1965 (Prix Nobel en 1978) par Panzias et Wilson. En coutant l'Univers avec lantenne de Holmdel, ils entendent un bruit de fond radio de 400 photons/cm3 Temprature froide (2,7K) et 7.3 cm de longueur donde, mis lors du Big Bang (Observation avec le satellite PLANCK ne nous permet pas dobserver des objets plus vieux que 400000 ans car avant cette date on considre que lunivers tait flou.) 1) Age de l'Univers 15 Milliards d'annes, dtermin grce : Mouvement des galaxies : Entre 12 et 15 Ga Age des plus vieilles toiles : Entre 14 et 16 Ga Age des plus vieux atomes 15 Ga2) La nuclosynthseH et He sont en quantit trs importante dans l'univers. 99% de noyaux H et He composent l'univers (92% H, 7% He). Tout le reste reprsente 1%On note une dcroissance progressive de l'abondance des lments en fonction de leur numro atomique croissant. Li, Be et B ne suivent pas cette loi.4 Phases de la nuclosynthse : Phase cosmique :Tps = 0 ; Milieu trs dense et trs chaud concentr en un point, ensuite, expansion dans tous les sens, et diminution de la temprature et de la densit. 4 types de particules lmentaires : Quarks et lectrons (matire) et photons(rayon lumineux) et neutrinos (nergie, particule sans masse et sans charge lectrique). Durant la phase cosmique : Domaine du nuclaire.Tps = 10-4 s : La temprature a diminu (10^12 C), les particules lmentaires commencent s'assembler 3 par 3, pour former des nuclons (Protons et Neutrons)Tps = 1s : Temprature a assez diminu (1 Milliard C), agitation de particules moins importante, on observe des liaisons protons/neutrons pour former des noyaux (H, 3^He,4^He, Li)==> Nuclosynthse primordiale.Ex : 1P +1N = 2H 2P+2N = 4He 2P+1N = 3He 3P+4N = 7Li + protons isolsOn aboutit une premire crise de croissance de l'Univers, on ne peut pas crer + de noyaux. Cette situation restera bloque pendant un million d'annes mais les tempratures continuent diminuer.: On passe au domaine EM, tous les protons isols peuvent capturer 1 lectron (1H) P+lectron ==> 1H (90%). C'est de ce moment que date le rayonnement fossile. On aboutit une 2me crise de croissance, le 1H tant stable, on ne peut pas crer d'autres noyaux. Phase Stellaire : Nuages de poussires se condensent par gravit, pour former un corps nuclaire -> toiles-> Galaxies.Temprature augmente, nuclosynthse reprend, on repasse au domaine du nuclaire, vers 15 Millions C la raction nuclaire va redemarrer. Les noyaux forms se refragmentent en neutrons + protons (on revient 0) Phase stellaire prcoce ; Mme processus que pour la phase prcdente, on cre 2H, 3He, 4He, 7Li. Dans les petites toiles(1 5 fois la masse solaire) Phase stellaire avance : -Les petites toiles (ex: soleil), plus chaudes au cur qu la priphrie qui grossissent de plus en plus jusqu' tre des gantes rouge puis vont devenir des nbuleuses plantaires (car les lments la priphrie H, He, etc.. vont se disperser dans lespace. Puis elle vont s'teindre jusqu' tre des naines blanche. -Les grosses toiles sont plus chaudes, vont grossir jusqu' devenir Supernova, c-a-d quelles explosent et tous les lments chimiques vont se disperser dans le cosmos et donc lenrichir en lments chimiques. Pour les petites toiles, la matire se dilate puis se re-contracte avec augmentation de la temprature jusqu' 200 Millions C. 4He x 3 =12C ; 12C + 4He = 16O. ==> Cration de nouveaux noyaux.Pour les grosses toiles (20 soleils), on a le mme processus, et quand on ne peut plus crer de noyaux, on repasse au domaine EM, puis on note une contraction (domaine du nuclaire). Les tempratures sont aux alentours de 800 Millions C, on cre des noyaux de N + lev (Ne, Na, P, Mg, Si, Al) grce aux combustibles O et C, quand ils sont puiss, re-contraction, on utilise le Si et Mg comme combustible, on forme des gros noyaux (Fe, U, Zn) 3,5 Milliards C.Quand le corps d'une toile atteint les 5 Milliards C, la matire ne supporte plus ==> Explosion ==> Supernova, Tous les atomes sont disperss dans l'Univers;Li et Be sont fragiles, ne rsistant pas aux tempratures, ils sont dtruits dans la phase stellaire. Phase Interstellaire : Milieu froid, tempratures froides, les poussires sont emprisonns dans de la glace (atomes, gaz). REM fragmente les gros atomes pour en former de plus petits (Li, B et Be) -> Fragmentation des atomes, phnomne trs lentOn a aussi formation de molcules plus complexe (H2O, H2, CH4...) formes de H, O et C pour la plupart. Phase plantaire : Pour les plantes actives, cration de noyaux, mais la plupart des molcules viennent du milieu interstellaire; C'est un milieu plus dense, plus chaud, protg des rayons cosmiques. Les molcules sont proches les unes des autres, peuvent s'associer : Cration de molcules de plus en plus complexes, qui ne sont pas dtruites.