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"Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

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Page 1: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

"Circles in the Sky"Martin Giard

Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Page 2: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse
Page 3: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

"Circles in the Sky"gas and dust

new stars

stars with planets

comets and asteroïds

old stars explode

Earth and life

Page 4: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The Milky Way : Our GalaxyThe Milky Way : Our Galaxy

Page 5: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

La Voie Lactée = Notre Galaxie:La Voie Lactée = Notre Galaxie:

Page 6: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

La Voie Lactée = Notre Galaxie:La Voie Lactée = Notre Galaxie:

Page 7: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

A distant galaxy far far away

Page 8: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The star's engine is thermonuclear The star's engine is thermonuclear fusionfusion

Main Fuel : Main Fuel : Hydrogen Hydrogen => Helium=> HeliumThen: Then: Helium Helium => Carbon, Oxygen, => Carbon, Oxygen, NitrogenNitrogen

The old star The old star => => a "Red Giant"a "Red Giant" or or => => a "Supernova" a "Supernova"

Page 9: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

A dying star : A dying star :

« Planetary nebula »

Page 10: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The Crab supernova : exploded on july 4th 1054 (observed by chinese and native american astronomers)

This happens only for big stars (20 x the Sun), and approximately once every 100 years in our Milky-Way

Page 11: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The Crab supernova : In the center of the nebula is a "Pulsar" = a very very dense star spinning at 1800 rpm

Page 12: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Gas and dust expeled from red giants and supernovae disperse in the interstellar space

Page 13: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Then, Gas and dust condense into dark clouds

A dark cloud

Page 14: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

There are many dark clouds along the Milky-Way :

Page 15: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

But we have infrared cameras to look into this :

Page 16: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Dark clouds form new stars

The Horse-head nebula in ORION

Page 17: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Many new stars …

The Orion nebula

=> more than 1000 baby stars

Page 18: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Baby stars form planetary disks and planets

ORION

Page 19: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Then the star light evaporates dust and gas around

Page 20: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

A globular cluster

Stars grow old and become red

Page 21: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Each galaxy contains 100 billions of stars !

Page 22: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse
Page 23: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse
Page 24: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

There are billions of billions of galaxies

1 000 000 000 000 000 000 ..?

Page 25: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Often galaxies group together because they are attracted by the unknown "dark matter"

Page 26: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

A giant black-hole in the center of our Galaxy

≈ 5 000 000 the mass of the SUN

Page 27: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

A discovery performed with the A discovery performed with the European VLTs in Chile :European VLTs in Chile :

VLT = Very Large Telescopes

Page 28: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Building large telescopes required that European Building large telescopes required that European scientists from all countries joined together. scientists from all countries joined together.

1962 : Belgium, Germany, France, Netherlands, Sweden1967 : Denmark

1981 : Switzerland1982 : Italy

2000 : Portugal2002 : United Kingdom2004 : Finland

2006 : Spain2007 : Czech Republic2008 : Austria

ESO : The European Southern Observatory :

Page 29: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

ESO :ESO :

- Headquarter in Munich (Germany)- Headquarter in Munich (Germany)

- Big instruments in Chile:- Big instruments in Chile:

=> operating the VLTs in Mount Paranal=> operating the VLTs in Mount Paranal

=> building ALMA in the Atacama desert => building ALMA in the Atacama desert (2012)(2012)

=> study the future European ELT (2017) => study the future European ELT (2017)

Page 30: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Astronomers at work at the VLTs:Astronomers at work at the VLTs:

Page 31: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

ALMA: the Atacama Large Millimeter ArrayALMA: the Atacama Large Millimeter ArrayTo study the "invisible sky"To study the "invisible sky"

Europe + USA + Japan Europe + USA + Japan

Page 32: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The European ELT: a 42 m telescope

Page 33: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The European ELT: a 42 m telescope

Page 34: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

The End

Page 35: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Un télescope de 100 mètres de diamètres

Page 36: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Le radio-télescope d’Arécibo:

Page 37: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Methode Scientifique: Mesure et Théorie : Methode Scientifique: Mesure et Théorie : un peu de philosophie scientifique…un peu de philosophie scientifique…

- Qu’est ce que la méthode scientifique ?

- Qu’est ce qu‘une bonne théorie ?

Principe: Les mêmes causes produisent les mêmes effets

=> On peut faire des expériences reproductibles

1/ Une théorie qui explique des observations variées et compliquées à partir de quelques principes simples

2/ Une théorie qui est capable de faire des prédictions

Page 38: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

- Exemple d’une bonne théorie :

La loi de la gravitation de Newton:

- Explique la chute des pommes et le mouvement de la Lune !

- Permet de calculer la quantité de carburant à mettre dans les fusées et de les piloter.

-En 1846 Le Verrier prédit l’existence d’une 10 ième planète à partir des mouvements d’Uranus

=> J. Galle découvre Neptune 5 jours plus tard

2D

MGMF

Page 39: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

- Exemple d’une mauvaise théorie :

Les « Petits hommes verts »

- Bon : un principe simple qui explique des observations très différentes: les OVNIs, les champs de maïs coupés, les vaches affolées, etc ….

- Mauvais : n’a jamais permis de prédire l’apparition d’un OVNI

Page 40: "Circles in the Sky" Martin Giard Directeur de Recherche au CNRS – Université de Toulouse

Pour s’intéresser à l’Univers: oublier ses Pour s’intéresser à l’Univers: oublier ses préjugéspréjugés

=> La physique de l’infiniment grand peut => La physique de l’infiniment grand peut rarement se comparer à la physique de nos 5 rarement se comparer à la physique de nos 5 sens.sens.

Exemples :Exemples :

=> Qu’y avait’il avant le big-bang ?=> Qu’y avait’il avant le big-bang ?=> Qu’y avait il autour du big-bang ?=> Qu’y avait il autour du big-bang ?=> A quoi ressemble un trou noir ?=> A quoi ressemble un trou noir ?=> Qu’est ce que la courbure de l’Univers ?=> Qu’est ce que la courbure de l’Univers ?=> Le photon est il une particule ou une onde ?=> Le photon est il une particule ou une onde ?=> Les particules sont elles vraiment => Les particules sont elles vraiment matérielles ?matérielles ?