Initiation à l’astronomie (par Danielle Briot, astronome)

Programme de l’année 2023-2024

« Culture astrophysique : premiers résultats du télescope spatial James Webb (JWST) »

Programme de l’année 2022-2023

« Lorsque vous faites de l’astronomie sans le savoir, ou l’astronomie dans votre vie quotidienne »

  • Le trio Soleil-Terre-Lune et leurs mouvements
  • La longueurs des jours et des nuits, les saisons et quelques paradoxes
  • La Lune, ses phases, la Lune de vos vacances, Lune montante et Lune descendante
  • Le ciel des étoiles, le zodiaque et la précession des équinoxes
  • L’étoile de Noël
  • Les calendriers, le comput ecclésiastique
  • Evénements astronomiques, éclipses, passages (transits)
  • Introduction aux cadrans solaires, méridienne, équation du temps
  • Phénomènes atmosphériques : arcs-en-ciel, halos, cristaux et flocons de neige
  • Les marées

Programme de l’année 2021-2022

« Les planètes extrasolaires »

  • À la recherche d’autres mondes
  • Que sont les étoiles, les planètes et les naines brunes ?
  • On recherche des planètes désespérément : différentes méthodes
  • On recherche des planètes désespérément : encore d’autres méthodes
  • Ce que nous ont appris les Jupiters chauds
  • Ce que nous ont appris les transits
  • Planètes excentriques et planètes en résonance
  • Étoiles multiples et planètes multiples
  • Planètes et pulsars
  • Un futur prometteur

Programme de l’année 2020-2021

« La recherche de la vie dans l’Univers »

  • Recherche de la vie extraterrestre – Introduction
  • Recherches récentes dans le système solaire
  • Les planètes extrasolaires
  • L’habitabilité des planètes extrasolaires
  • L’équation de Drake et le paradoxe de Fermi
  • Que faut-il chercher et comment chercher ?

« Les étoiles en couples nous dévoilent l’Univers »
Tout ce que l’on ne connaîtrait pas, ou beaucoup moins bien, si les étoiles doubles n’existaient pas

  • Ce qu’il est bon de savoir sur les étoiles
  • Les étoiles doubles et multiples, introduction
  • Grâce aux étoiles doubles, déterminations de la masse et de la dimension des étoiles
  • Évolution des étoiles
  • Évolution des étoiles doubles
  • Pulsars doubles et trous noirs doubles
  • Les supernovae, chandelles cosmiques

Programme de l’année 2018-2019 : « Quelques-unes des découvertes fondamentales en astronomie et leur histoire »

  • La mesure de la Terre
  • L’héliocentrisme
  • Les galaxies extérieures
  • La radioastronomie
  • Les quasars
  • Les pulsars
  • Les trous noirs
  • Les planètes extrasolaires

Programme de l’année 2017-2018 : « Les grandes étapes de l’astronomie »

  • Les méthodes en astronomie
  • L’astronomie avant les instruments d’optique
  • Les déterminations des distances des étoiles
  • La spectroscopie et la naissance de l’astrophysique
  • Un si grand Univers
  • L’astronomie arabe
  • Visites dans le système solaire
  • Les instruments aujourd’hui
  • L’astronomie du futur

Journée d’exposés sur les planètes extrasolaires

Principaux sujets abordés :

  • À la recherche d’autres mondes
  • Qu’est-ce qu’une planète ?
  • Comment détecter des planètes extrasolaires ?
  • Les Jupiters chauds
  • Des planètes excentriques
  • Des planètes multiples
  • Des planètes pour les étoiles multiples
  • Et la vie dans tout ça ?

Astronomie amateur et instruments (par Thierry Midavaine, SAF)

Programme de l’année 2023-2024

« Photométrie »

  • Histoire de la photométrie en astronomie
  • L’œil en référence
  • Les grandeurs photométriques
  • La magnitude des étoiles
  • Catalogues, atlas et cartes du ciel

Programme de l’année 2022-2023

« Technologies de détection et instruments »

  • Histoire des technologies de détection, les quatre détecteurs
  • Les photocathodes et les intensificateurs d’images
  • Les CCD Full Frame, Frame Transfert, Interlignes
  • Les capteurs CMOS et sCMOS 3T, 4T, 5T,…
  • Adaptation du capteur à l’instrument et au ciel
  • Transmissions, réflexions des optiques, miroirs et filtres
  • Bilan radiométrique de son instrument et capteur
  • Les technologies Infrarouges et le JWST

Programme de l’année 2021-2022

« Photométrie »

  • Histoire de la photométrie
  • L’œil en référence
  • Les grandeurs photométriques
  • La magnitude des étoiles
  • La magnitude des objets du Système solaire
  • Le cas de la Lune
  • La magnitude du fond de ciel
  • Photométrie cosmologique

Cosmologie et physique (par Jacques Fric, SAF)

Programme de l’année 2023-2024

  • La méthode utilisant les SN1A qu’on peut qualifier d’astrophysique: elle n’invoque que la structure cosmique « locale » (z<1)
  • Einstein : sa contribution à la science
  • Quid des géodésiques de type espace : Quelle utilité ?
  • Les univers à symétrie maximale ( de Sitter, Minkowski, anti-de Sitter)

Programme de l’année 2022-2023

  • « Ne m’appelez plus jamais Big Bang ! » La déclaration fracassante de James Peebles, suite à son Nobel en 2019, est commentée pour éclairer ce qu’il veut dire par là.
  • Le principe de Mach et son impact sur les théories relativistes.
  • La force de Planck. Curieusement ce paramètre peu connu est omniprésent en relativité et en cosmologie. Nous verrons comment une simple analyse dimensionnelle permet de déterminer certains paramètres de l’univers.
  • Quand les mathématiques révèlent la face cachée de la physique.

Programme de l’année 2021-2022

  • Histoire et philosophie des sciences – Painlevé, une contribution à la relativité générale trop innovante pour être comprise à l’époque : tout public.
  • Rappel sur la relativité générale – l’équation d’Einstein- convergence avec la mécanique newtonienne.
  • Cosmologie- le principe copernicien – établissement de  la métrique de Robertson – Walker (espace à symétrie maximale), établissement de l’équation de Friedmann, l’apport de Lemaître.
  • Les conséquences de cette équation, quelques exemples, expansion de l’univers, inflation, redshift, dilatation temporelle- l’apport des SN1A, principe utilisé pour déterminer le modèle cosmologique actuel.

Programme de l’année 2020-2021 : « Introduction à la théorie quantique des champs »

  • Les particules élémentaires: Rappel
  • Introduction théorie de jauge – Groupes de symétrie
  • L’électrodynamique quantique: Présentation de R. Feynman dans “Lumière et matière”
  • Le boson de Higgs.
 Cette partie est inspirée de la conférence donnée par Gilles Cohen-Tannoudji, donnée à la
 commission Cosmologie de la SAF (http://www-cosmosaf.iap.fr/Boson_de_Higgs.pdf)
 et utilise aussi le livre “Cosmology and particles in astrophysics” de Lars Bergström and Ariel Goobar et le livre “Le boson manquant ” de Sean Carroll.

Programme de l’année 2018-2019 : « Introduction à la mécanique quantique »

  • Des expériences que la mécanique classique n’expliquent pas montrent la nécessité d’une autre théorie. Éléments fondamentaux de cette nouvelle mécanique. Les étapes de la construction, la fonction d’onde, l’équation de Schrödinger. Premières remarques.
  • Les opérateurs fonctionnels, les opérateurs hermitiens, association d’une grandeur physique à un opérateur, la mécanique analytique, principes fondamentaux, relation d’incertitude, interprétation vectorielle de la fonction d’onde.
  • Application des premiers résultats, l’oscillateur harmonique, l’atome d’hydrogène.
  • Introduction à la mécanique quantique relativiste, l’équation relativiste de Klein-Gordon). Le spin des électrons, l’antimatière.

Programme de l’année 2017-2018 : Cours sur l’histoire et la philosophie des sciences à propos de la solution du corps unique à symétrie sphérique en relativité générale. Cas du système solaire et du trou noir.

  • Einstein – Schwarzschild – Eddington:  (1915-1920) « Félicité et Abomination »
  • L’accueil en France de la théorie : 1920 – 1922 Académie des sciences – Le Collège de France – Einstein – Painlevé – Langevin : « La foire d’empoigne »
  • Lemaître est arrivé … (1932-1933) « Et la lumière fût »
  • 1950 – 1960 et + : Finkelstein – Synge – Kruskal – Oppenheimer – Kerr –  Hawking – Carter : « La maturité »

Vous pouvez télécharger les cours (les diapos) sur le site de la Commission de Cosmologie.

Mathématiques (par Stéphane Mihajlovic, SAF)

Programme de l’année 2023-2024 : « Mathématiques pour l’astronome débutant »

Programme de l’année 2022-2023 : « Mécanique quantique »

Programme de l’année 2021-2022 : « Mécanique céleste »

Programme de l’année 2019-2020 : « Le calcul tensoriel en relativité générale, quelques métriques »

Programme de l’année 2018-2019 : « Calcul variationnel (outils mathématiques, équations de Lagrange, formalisme hamiltonien, applications »

Programme de l’année 2017-2018 : « Le calcul tensoriel utilisé en relativité générale »