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Ciel exploré par le satellite Gaia soit 1% de l'univers

Le satellite Gaia scrute l'immensité de la Galaxie de la Voie Lactée (100.000 années lumières de diamètre) et enregistre chaque jour les données de 60 millions d'étoiles. Il a identifié à ce jour 1 milliard d'étoiles, selon l'Agence spatiale européenne (ESA), un record en termes de recensement, même si cela représente moins de 1% des étoiles de la Voie Lactée qui en contiendrait probablement entre 100 et 200 milliards.

Le satellite Gaia a été lancé le 19 décembre 2013, pour une mission de cinq ans
qui a été prolongée jusqu'à la fin de 2020.

Où est notre SOLEIL et la TERRE dans la Voie Lactée???

Satellite GAIA

 Bien que la cible première  de Gaia soit la Voie lactée, il voit bien plus loin, collectant même des données à des milliards d'années-lumière.

Hubble et Gaia vont mesurer en format 3D plus de 200 milliards d'étoiles avec beaucoup de précision.


La «Voie lactée»

À l’aide de la puissance et la synergie des deux télescopes spatiaux, les astronomes ont fait la mesure plus précise à ce jour des taux d’expansion de l’univers. Ce que l'on appelle « tension » implique qu’il pourrait y avoir une nouvelle physique qui sous-tend les fondements de l’univers. Les possibilités incluent la force d’interaction de la matière noire, énergie sombre étant encore plus exotiques qu’on ne le pensait ou une nouvelle particule inconnue dans la tapisserie de l’espace.

Avec Hubble de la NASA et l’ESA Gaia ,les astronomes ont pris des mesures plus précises à ce jour des taux d’expansion de l’univers. Ceci est calculé en mesurant les distances entre les galaxies proches à l’aide de types particuliers d’étoiles appelées Céphéides critères cosmique. En comparant leur luminosité intrinsèque tel que mesuré par Hubble, avec leur éclat apparent comme vu de la terre, scientifiques peuvent calculer leurs distances. Gaia affine cette source en géométriquement mesurant les distances de Céphéides dans notre voie lactée. Cela a permis aux astronomes de calibrer plus précisément les distances de Céphéides que l'on voit dans les galaxies extérieures.

La combinaison des observations de la NASA du télescope spatial Hubble et de l’Agence spatiale européenne (ESA) Observatoire spatial de Gaia, la vitesse à laquelle l’univers est en expansion depuis le Big Bang est de 13,8 milliards d’années.

Les mesures sont devenues plus précises. Le groupe Planck a cartographié l’univers primitif, tel qu’il n'apparaissait que 360 000 ans après le Big Bang. Le ciel entier est imprimé avec la signature du Big Bang encodé dans un micro-ondes. Le groupe Planck a mesuré la taille des ondulations dans ce fond cosmique de micro-onde (CMB) qui ont été produites par légères irrégularités dans la boule de feu de Big Bang. Les détails de ces ondulations encodent la quantité de matière sombre et de matière normale il n’y a, de la trajectoire de l’univers à ce moment-là et autres paramètres cosmologiques.

Ces mesures, encore en cours d’évaluation, permettent aux scientifiques de prédire comment les débuts de l’univers auraient probablement évolué dans le taux d’expansion, nous pouvons mesurer aujourd'hui. Cependant, ces prévisions ne semblent pas correspondre à des mesures nouvelles de notre univers contemporain proche.

« Avec l’ajout de ces nouvelles données de Gaia et le télescope spatial Hubble, nous avons maintenant une grave tension avec les données de fond cosmique de micro-onde, » dit Planck, l'équipe membre principal analyste soit George Efstathiou du Kavli Institute for Cosmology à Cambridge, en Angleterre, qui n’était pas impliqué avec les nouveaux travaux.

« La tension sont devenus une véritable incompatibilité entre nos vues du début et de fin temps univers, » a déclaré le chef d’équipe et Nobel Laureate Adam Riess du Space Telescope Science Institute et l’Université Johns Hopkins à Baltimore, Maryland . « À ce stade, il n’est pas simplement une erreur grossière dans toute une mesure. C’est comme si vous prédisiez comment grand un enfant deviendrait d’une toise et ensuite le trouver en adulte.»
Avec la puissance de Hubble et Gaia combinés, ils ont réduit cette incertitude à seulement 2,2 pour cent.
Car la constante de Hubble n’est nécessaire pour évaluer l’âge de l’univers ;  la réponse depuis longtemps est un des numéros plus importantes en cosmologie. L’astronome Edwin Hubble, qui il y a presque un siècle,  a découvert que l’univers était en expansion dans toutes les directions, une constatation qui a donné naissance à la cosmologie moderne.

Les Galaxies semblent reculer de la Terre proportionnelle à leur distance, ce qui signifie qu’elles sont plus loin et vont plus vite. Il s’agit d’une conséquence de l’expansion spatiale et non une valeur de la vitesse vraie de l’espace. En mesurant la valeur de la constante de Hubble au fil du temps, les astronomes peuvent construire une image de notre évolution cosmique, déduire la composition de l’univers et découvrir des indices concernant son destin final.
Les deux méthodes principales de ce numéro de mesure donnent des résultats incompatibles. Une méthode est directe, construire un cosmique « distance échelle » des mesures d’étoiles dans notre univers local. L’autre méthode utilise le CMB pour mesurer la trajectoire de l’univers peu de temps après le Big Bang et utilise ensuite la physique pour décrire l’univers et d’extrapoler à l’actuel taux d’expansion. Ensemble, les mesures devraient fournir un test au bout de notre compréhension de base de ce que l'on appelle le « modèle standard » de l’univers. Cependant, les pièces ne correspondent pas.

À l’aide de Hubble et les données nouvellement libérées de Gaia, équipe de Riess a mesuré le taux actuel d’expansion à 73,5 kilomètres (45,6 miles) par seconde par megaparsec. Cela signifie que pour chaque 3,3 millions d’années-lumière plus loin une galaxie est bien là ; elle semble se déplacer 73,5 km / s plus rapidement. Toutefois, les résultats de l'équipe de Planck prédisent que l’univers doit être en expansion aujourd'hui à seulement 67,0 kilomètres (41,6 milles) par seconde par megaparsec. Comme les mesures des équipes sont devenues plus précises, le fossé entre eux a continué de se creuser et est maintenant environ quatre fois la taille de leur incertitude.

Au cours des années, l’équipe de Riess a affiné la valeur constante de Hubble en rationalisant et en renforçant «l’échelle de distance cosmique », utilisé pour mesurer les distances précises pour les galaxies proches et lointaines. Ils ont comparé ces distances avec l’expansion de l’espace, mesurée par l’étirement de la lumière des galaxies proches. En utilisant la vitesse apparente de l’extérieur à chaque distance, ils ont ensuite calculé la constante de Hubble.

Pour mesurer les distances entre les galaxies proches, son équipe a utilisé un type particulier d’étoile comme critères cosmiques ou marqueurs et. Ces étoiles pulsantes, appelées variables de Cephied, sont égayés et assombris à des taux qui correspondent à leur luminosité intrinsèque. En comparant leur luminosité intrinsèque avec leur éclat apparent comme vu de la Terre, les scientifiques peuvent ainsi calculer leurs distances.

Gaia
a encore précisé cette information en mesurant la distance de 50 variables céphéides dans la voie lactée. Ces mesures ont été combinées avec des mesures précises de leur luminosité de Hubble. Cela a permis aux astronomes de mieux calibrer les Céphéides, puis celles observées à l’extérieur de la voie lactée comme marqueurs du point milliaire.

« Lorsque vous utilisez des céphéides, vous devez utiliser les distances et luminosité, » a expliqué le groupe de Riess. Hubble a fourni les renseignements sur la luminosité et Gaia a fourni les informations de parallaxe nécessaires afin de déterminer avec précision les distances. La parallaxe est le changement apparent de position de l’objet en raison d’un changement dans la perspective de l’observateur. Les Grecs de l’antiquité utilisaient cette technique pour mesurer la distance entre la terre et la lune.

« Hubble est vraiment incroyable comme un observatoire de l’usage général, mais Gaia est la nouvelle norme d’or pour l’étalonnage à distance. Il est spécifiquement conçu pour mesurer la parallaxe.» a ajouté Stefano Casertano du Space Telescope Science Institute et membre de l’équipe de chercheurs. « Gaia apporte une nouvelle capacité de recalibrer les mesures de distance, et il semble confirmer nos travaux antérieurs. Nous obtenons la même réponse pour Hubble si l'on remplace tous les étalonnages antérieurs de l’échelle de distance avec juste les parallaxes de Gaia. C’est un recoupement entre les deux observatoires très puissants et précis. »

L’équipe de Riess vise à travailler avec Gaia pour franchir le seuil du raffinage de la constante de Hubble d’une valeur de seulement un pour cent par le début des années 2020. Pendant ce temps, les astrophysiciens continueront  probablement à s’attaquer à  revoir leurs idées sur la physique de l’univers.

Les derniers résultats de l’équipe de Riess sont publiés dans le numéro du 12 juillet 2016 de l'Astrophysical Journal.
Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre la NASA et l’ESA (European Space Agency). Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt (Maryland), gère le télescope. Le Space Telescope Science Institute (STScI) de Baltimore (Maryland), mène des opérations scientifiques de Hubble. STScI est exploité pour la NASA par l’Association des universités pour la recherche en astronomie, à Washington, D.C.
Ann Jenkins / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
Dernière mise à jour : 13 juillet 2018
Source: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/hubble-and-gaia-team-up-to-fuel-cosmic-conundrum