Thémistocle (1990)

Parmi les signaux que nous envoie l'espace sous forme de photons, les rayons gammas, venant des profondeurs de l'univers, sont les plus énergétiques. Ce film explique à l'aide d'animations l'origine des gammas cosmiques et le principe de leur détection, et présente l'expérience Thémistocle qui utilise des réseaux de détecteurs optiques au sol pour repérer des sources de rayons gammas. Lors de son entrée dans l'atmosphère, une particule cosmique est multipliée et forme une gerbe de particules secondaires d'énergies plus faibles. Le fait que les gammas arrivent d'une direction fixe dans l'espace permet de les identifier comme tels. Dans les Pyrénées, là où les bergers depuis toujours regardent vers le ciel, sur le site de l'ancienne centrale solaire EDF Thémis, 18 télescopes ont été installés. Le cône de lumière accompagnant les gerbes de particules gammas, appelé lumière Tcherenkov, est concentré par les miroirs concaves et détecté par un photomultiplicateur qui transforme la lumière en signal électrique et l'amplifie. Les ordinateurs enregistrent les signaux et calculent les directions pour repérer la source fixe. Ces appareils ont été conçus, mis au point puis montés par des laboratoires de recherche d'Ile de France, de Genève et de Perpignan.

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Sur les traces de la matière dans le cosmos

L'exposé débutera par une présentation synthétique de l'état actuel des connaissances concernant la genèse et l'histoire de l'Univers (modèle du big bang). Nous préciserons le rôle des différentes formes de matière et d'énergie dans l'évolution et la structuration de l'Univers. Ceci nous permettra en particulier d'introduire les concepts de la matière sombre et de l'énergie noire. La plus grande partie de l'exposé sera consacré à un tour d'horizon de quelques unes des méthodes utilisées pour identifier et caractériser les différentes composantes de matière et d'énergie présentes dans l'univers. Nous verrons en particulier comment l'étude des anisotropies du fond diffus micro-ondes permet de contraindre le contenu matériel du cosmos. Ce fond de rayonnement électromagnétique est le vestige du passé chaud de l'Univers et ses infimes anisotropies nous révèlent les clés de la physique de l'univers primordial. Nous montrerons ensuite comment l'observation des supernovae lointaines, véritables feux d'artifices cosmiques, apportent une information complémentaire à travers les contraintes obtenues sur la géométrie globale de l'univers. Enfin, la dernière partie de l'exposé nous amènera à explorer les étoiles à neutrons, ainsi que les trous noirs et leurs disques d'accrétion. Les observations à haute énergie, dans le domaine des rayons X et gamma permettent de lever le voile sur ces objets, sièges des phénomènes les plus violents dans l'univers. Dans les prochaines années, les détecteurs d'ondes gravitationnelles ouvriront peut-être une nouvelle fenêtre d'observation de ces objets insolites.

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Les observations récentes en astrophysique

La fin du XX ème siècle a vu l'explosion des connaissances en astrophysique. Ce bouleversement a totalement changé nos connaissances à tel point qu'il manque à l'heure actuelle d'un recul suffisant pour bien interpréter ces nouvelles données. Ainsi, l'essentiel de la matière qui compose l'univers est invisible, 98% nous est inconnue… les 2% visibles n'étant d'ailleurs que partiellement connus et compris. L'Homme à toutefois connaissance de trois sphères. Celle où il est allé physiquement (l'espace, la Lune, peut être Mars), celle où il envoie des robots (jusqu'à Triton), et celle, beaucoup plus vaste, qu'il voit grâce aux télescopes. Cinq éléments majeurs ressortent de ces observations et découvertes : l'univers invisible, les planètes extra-solaires, les origines, aux confins du temps et de l'espace, l'exploration spatiale.

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Dernières nouvelles de notre jeune Univers
Du monde merveilleux de Saturne aux confins de l'espace.

André Brahic est astrophysicien au CEA de Saclay et professeur à l’Université Paris VII Denis Diderot. Il a travaillé notamment avec Évry Schatzman et Michel Hénon, en particulier sur les supernovæ, la théorie du chaos, la dynamique des galaxies, les anneaux planétaires et la formation du Système Solaire dont il est l'un des plus grands experts mondiaux. C'est un spécialiste de l'exploration du Système Solaire par les sondes spatiales dont il a suivi toute l'histoire depuis de nombreuses années. Il s'est notamment intéressé aux anneaux des planètes géantes et élabora l'un des principaux modèles concernant les anneaux de Saturne. En 1984, il découvrit, en compagnie notamment de Bruno Sicardy et de William Hubbard, les anneaux et les arcs de Neptune, cinq ans avant leur confirmation photographique par la sonde Voyager. Il est actuellement membre de l'équipe imagerie de la mission Cassini.

Il nous fait partager son expérience et nous emmène dans une promenade dans le temps et l’espace, des confins de l’Univers à la banlieue de la Terre, des anneaux de Saturne aux galaxies les plus lointaines. L’astronomie est une science de plus en plus vivante. Grâce aux observations des grands télescopes et à l’envoi des sondes spatiales, à la découverte de nouvelles terres dans le Système Solaire, notre vision du monde des planètes, des étoiles et des galaxies a été totalement bouleversée au cours de ces dernières années. Un monde d’une grande diversité et d’une grande violence se révèle, loin du ciel statique de nos ancêtres. Ces observations ne nous livrent pas uniquement de superbes images, mais sont au cœur des grandes questions que se pose l’humanité depuis des millénaires : D’où venons-nous ? Sommes nous seuls ? Notre histoire doit-elle encore durer longtemps ? Qu’en est-il du futur de notre petit coin d’Univers ?

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