Astrophysique, tout savoir sur la physique appliquée à l'astronomie

L'astrophysique est le étude des corps célestes à travers les lois physiques . Étudiez la composition et l'évolution d'objets tels que les étoiles, les trous noirs ou les galaxies.

Les astrophysiciens utilisent de nombreux domaines de la physique pour étudier les propriétés des étoiles. Certaines de ces disciplines sont la physique relativiste, la physique quantique, la physique statistique, la thermodynamique, la physique atomique ou l'électromagnétisme.

astrophysique Elle repose principalement sur l’observation expérimentale grâce à des télescopes et des appareils de photométrie.

L'astrophysique a de nombreux domaines spécialisés selon la partie de l'univers et les étoiles qui sont étudiés. Certains de ces domaines étudient la génération des étoiles et des planètes, d'autres la naissance de notre univers ou les propriétés incroyables des objets de l'univers tels que les trous noirs ou les étoiles à neutrons.

Nous avons choisi quelques exemples pour que vous compreniez quelles parties de l'astrophysique sont étudiées et comment l'astronomie et la physique se combinent pour comprendre les phénomènes qui se produisent si loin de nous.

L’une des principales études de l’astrophysique est la composition chimique des étoiles. Une technique appelée spectroscopie astronomique est utilisée. Elle est basée sur l'étude des spectres d'absorption des étoiles qui varient en fonction de la longueur d'onde absorbée.

Chaque élément a son propre spectre d'absorption cela nous permet donc de connaître la composition des étoiles.

Cette partie de l'astrophysique est étroitement lié à l'astronomie de position . Son étude repose sur l'établissement de systèmes de coordonnées pour mesurer le mouvement des étoiles, des planètes ou des galaxies. Certains de ces systèmes sont le système altazimutal, le système équatorial, le système écliptique ou le système galactique.

Le rayonnement électromagnétique des galaxies est également analysé pour savoir si elles s'éloignent ou se rapprochent.

Grâce à effet Doppler Nous savons que si une galaxie s’éloigne, la longueur d’onde augmente tandis que la fréquence diminue. Cela nous amène à recevoir un décalage vers le rouge dans le spectre électromagnétique.

En revanche, si nous recevons un décalage vers le bleu, cela signifie que la fréquence est plus élevée donc la longueur d'onde est plus courte. Cela signifie que la galaxie se rapproche.

L'astrophysique s'associe à la cosmologie pour tenter d'expliquer le début de l'univers. La théorie la plus répandue est celle de l’inflation.

Le Big Bang aurait pu être produit par une fluctuation quantique du champ qui génère l'expansion de l'univers. L'inflation.

Cette fluctuation provoque la soudaine inflation exponentielle de l’univers. C’est à ce moment-là que l’espace et le temps que nous connaissons aujourd’hui ont été créés. Quelques instants plus tard, lorsque la température a commencé à baisser, les gluons et les quarks se sont réunis pour former des baryons, un processus appelé baryogenèse.

Petit à petit les différentes particules se sont créées et les interactions fondamentales sont apparues : la force électromagnétique, la force nucléaire faible, la force nucléaire forte et la force de gravitation.

Pour comprendre tous ces phénomènes, l’astrophysique doit faire appel à la mécanique quantique, à la relativité restreinte et à la relativité générale.

Les trous noirs sont des objets aux propriétés extraordinaires qui ont été étudiés par les meilleurs physiciens et mathématiciens du monde comme Stephen Hawking ou Roger Penrose.

Les trous noirs ont été théoriquement découverts il y a plus de 100 ans lorsque Équations du champ d'Einstein dans des conditions d'énorme densité de matière. Cette densité a provoqué une énorme déformation dans l’espace-temps qui a conféré à la solution des propriétés très particulières.

Pendant de nombreuses années, on a pensé qu’il s’agissait peut-être simplement d’un artefact mathématique. Enfin, grâce à des techniques avancées d'astronomie, Ils ont pu capter les signaux de ces trous noirs . Vérifier expérimentalement son existence.

L'astrophysique utilise la relativité générale pour comprendre comment fonctionnent les trous noirs et ce qui se passe à l'intérieur. Un domaine particulier est la relativité numérique qui tente de résoudre les équations de la relativité générale à l'aide de calculs numériques.

Les équations de la relativité générale sont équations différentielles couplées non linéaires qui ne peut être résolu exactement que lorsqu’il existe un très haut degré de symétrie.

Pour cette raison, dans de nombreux calculs astrophysiques réalistes doivent être effectués à l'aide de superordinateurs et utilisez le calcul numérique pour obtenir la solution des équations aussi proche que possible.

L'astrophysique thermonucléaire est le domaine de l'astrophysique qui est dédié à l'étude des procédés nucléaires qui se déroulent dans les étoiles comme le soleil.

À l’intérieur de ces étoiles, d’énormes températures sont atteintes, permettant la fusion nucléaire. C'est le processus par lequel les noyaux d'hydrogène fusionnent pour générer de l'hélium. C’est ce phénomène qui maintient les étoiles en vie.

Dans la plupart des universités du monde, les études d'astrophysique se déroulent sous la forme d'une maîtrise et non d'un diplôme universitaire. En effet, pour devenir un bon astrophysicien, il faut des connaissances approfondies dans différents domaines de la physique.

Au cours du diplôme, l'étudiant est préparé avec des matières telles que la mécanique classique, la mécanique statistique, la mécanique quantique ou la relativité restreinte et générale, en plus de nombreuses matières mathématiques qui fournissent à l'étudiant la base parfaite pour pouvoir poursuivre des études de maîtrise et de doctorat. liés à l'astrophysique.