Astronomie

Existe-t-il des équations pour simuler la création d'un système solaire ?

Existe-t-il des équations pour simuler la création d'un système solaire ?


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Je voulais créer un simulateur pour exécuter des tests basés sur les propriétés d'une étoile afin de trouver des modèles dans la formation des planètes. Existe-t-il des équations déjà faites pour l'une de ces innombrables relations ? Voici quelques exemples pour expliquer plus en détail le type d'informations que je recherche.

Par exemple, comment la masse d'une étoile est-elle liée à la distance de la ligne de gel, et existe-t-il déjà une équation pour l'estimer ?

Exemple plus général ; Si je voulais savoir comment estimer, disons, la température de surface d'une planète en fonction de la température et de la distance des étoiles, quelle est la meilleure façon de le faire ?

Un autre exemple; Pour trouver la masse moyenne la plus probable d'une planète potentielle, de quelles informations aurais-je besoin ? Distance jusqu'à l'étoile ? Masse d'étoiles ? Distance aux planètes les plus proches ?

Une autre; Comment pourrais-je trouver des mesures probables de compositions de planètes hypothétiques (surface/atmosphère/etc)

Absolument toute information est la bienvenue. Je n'ai besoin d'aucune forme de mesures éprouvées ou précises. S'il n'y a pas d'équations, alors tout ce dont j'ai besoin, c'est de quels facteurs sont impliqués dans le développement d'attributs spécifiques.

Je voudrais souligner ma compréhension qu'il s'agit d'un sujet extrêmement complexe à approfondir. Tout ce que je demande, ce sont des informations ou des recommandations.

Voici une question liée à mon dilemme, en plus de cette information, je cherche plus. Absolument tout ce qui peut aider, le sera probablement. J'essaie de faire un modèle aussi détaillé que possible.


Je devrai peut-être répondre à cette question en partie, un peu à la fois, alors je m'excuse si je ne suis pas en mesure de répondre à tout pour le moment.

Si je voulais savoir comment estimer, disons, la température de surface d'une planète en fonction de la température et de la distance des étoiles, quelle est la meilleure façon de le faire ?

Ah, je viens d'étudier ça il y a environ une semaine ! Ce que vous recherchez est la température effective de la planète, qui peut être calculée comme $$T=left(frac{L(1-A)}{16 pi sigma D^2} ight)^ {frac{1}{4}}$$ où $L$ est la luminosité de l'étoile, $A$ est l'albédo de la planète, $sigma$ est la constante de Stefan-Boltzmann et $D$ est la distance de l'étoile .

Comment la masse d'une étoile est-elle liée à la distance de la ligne de gel, et existe-t-il déjà une équation pour l'estimer ?

Je n'ai pas pu trouver d'équation explicite pour cela, mais c'est calculable. La ligne de gel est à une certaine distance d'une étoile dans une nébuleuse stellaire telle que la température est d'environ 150 Kelvin.

Si vous connaissez la masse de l'étoile, vous pouvez utiliser la relation masse-luminosité : $$left(frac{L}{L_{odot}} ight)=left(frac{M}{M_{ odot}} ight)^a$$ Réorganisez cela pour résoudre la luminosité. La loi de l'inverse des carrés dit que l'intensité de la puissance diminue à mesure que la distance de la source augmente : $$I=frac{P}{4 pi r^2}$$ Vous pouvez résoudre pour $r$ si vous le pouvez déterminer l'intensité requise : $$r=frac{1}{2}sqrt{frac{P}{pi I}}$$ Ici, $P approx L$. Calculez l'intensité nécessaire pour chauffer la nébuleuse à 150 K et vous avez trouvé la ligne de givre.

Pour trouver la masse moyenne la plus probable d'une planète potentielle, de quelles informations aurais-je besoin ?

Je ne peux pas beaucoup t'aider là-bas, mais je peux te donner une entrée. La densité $ ho$ d'un disque circumstellaire à une distance $r$ (telle que donnée par Michael Woolfson dans Sur l'origine des planètes) est $$ ho (r)=C exp left[-frac{(r-r_{ ext{peak}})^2}{2 sigma ^2} ight]$$ où $ sigma$ est un écart type et $r_{ ext{peak}}$ est la densité de pic, et $C$ est une constante.

Comme promis, en voici d'autres, présentés par Woolfson.

Le disque se détériore avec le temps ; sa densité au temps $t$ est approchée par $$ ho_t= ho e^{- gamma t}$$ où $gamma$ est une constante de décroissance. Si vous avez suivi certains cours de mathématiques, vous avez probablement déjà vu cette équation plusieurs fois auparavant, juste avec $ ho=y$ et $gamma=k$.

Une autre équation - en fait, quelques équations - traite de l'accrétion par une petite particule de poussière dans un disque circumstellaire. Les variables impliquées sont : $m$ (masse de la particule), $t$ (temps), $s$ (le rayon de la particule), $ ho_s$ (la densité de la particule), $ ho$ ( la densité du disque), $f$ (la fraction du milieu qui est la poussière), $T$ (la température) et $k$ (la constante de Boltzmann, à ne pas confondre avec la constante de Stefan-Boltzmann).

Les paires d'équations pertinentes sont : $$frac{dm}{dt}=4 pi s^2 ho_s frac{ds}{dt}$$ $$frac{ds}{dt}=frac{ 3f ho}{4} left( frac{kT}{4 pi ho_s^3} ight)^{1/2}s^{-3/2}$$ En utilisant ceux-ci, vous pouvez trouver le la taille et la masse d'une particule de poussière donnée à un moment donné.


Ce lien a beaucoup de simulateurs pour chaque propriété individuelle. Je ne sais pas s'il a tout, mais j'espère que cela vous aidera. Chaque simulateur comprend l'équation qu'il utilise. http://astro.unl.edu/animationsLinks.html


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La science peut-elle prouver l'existence de Dieu ?

Une célèbre représentation de la création de l'homme. Crédit image: Michelangelo, plafond de la chapelle Sixtine, via . [+] Wikimedia Commons.

Il y a un argument que beaucoup de gens avancent : que le monde naturel et l'existence de l'humanité dans l'Univers pointent vers un créateur divin qui a donné naissance à tout cela. Au meilleur de notre connaissance, la Terre existe avec une pléthore de conditions qui ont permis notre existence, et le fait d'une manière qu'aucun autre monde ne peut égaler.

La Terre la nuit depuis la Station spatiale internationale. Crédit image : Expédition ISS 25 / NASA.

Nous vivons dans un endroit particulièrement privilégié. Nous vivons sur une planète qui a tous les bons ingrédients pour la vie, notamment :

Si vous regardez les autres mondes que nous connaissons, la différence est frappante.

Le terrain de Mars, par exemple, est terriblement inhospitalier à la vie telle que nous la reconnaissons. Image. [+] crédit : Mars Spirit Rover, NASA/JPL/Cornell.

L'affirmation qui est souvent faite n'est pas simplement que la Terre est peu probable, c'est que notre planète, avec la confluence des circonstances qui nous ont donné naissance, est statistiquement impossible, même compte tenu de toutes les étoiles et galaxies de l'Univers. L'émergence de la vie intelligente est si étrangement inattendue, étant donné tous les facteurs qui devaient se produire dans le bon ordre particulier, que notre Univers a dû être conçu spécifiquement pour nous donner naissance. Sinon, selon l'argument, nos chances de devenir seraient si infiniment petites qu'il est déraisonnable de croire que cela aurait pu se produire par hasard.

C'est un argument très convaincant pour de nombreuses personnes, mais il est important de nous poser trois questions pour nous assurer que nous abordons cela honnêtement. Nous allons les parcourir un par un, mais voici les trois, donc nous savons dans quoi nous nous engageons.

  1. Quelles sont, scientifiquement, les conditions dont nous avons besoin pour que la vie apparaisse ?
  2. Dans quelle mesure ces conditions sont-elles rares ou courantes ailleurs dans l'Univers ?
  3. Et enfin, si nous ne pas trouver la vie dans les lieux et dans les conditions où nous l'attendons, cela peut-il prouver l'existence de Dieu ?

Ce sont toutes de grandes questions, alors donnons-leur les soins qu'ils méritent.

Au fond de la mer, autour des sources hydrothermales, là où la lumière du soleil n'atteint pas, la vie prospère encore. [+] Terre. Crédit image : NOAA/PMEL Vents Program, via http://www.pmel.noaa.gov/eoi/.

1.) Quelles sont, scientifiquement, les conditions dont nous avons besoin pour que la vie survienne ?

En d'autres termes, les choses se sont produites d'une manière très spécifique ici sur Terre, mais combien d'entre elles la vie telle que nous la connaissons nécessite-t-elle, par rapport à combien d'entre elles se sont produites d'une manière particulière ici, mais auraient pu facilement se produire dans des conditions différentes ailleurs ?

Les choses que j'ai énumérées plus tôt sont basées sur l'hypothèse que toute vie qui existe va être comme nous dans le sens où elle sera basée sur la chimie des atomes et des molécules, se produira avec de l'eau liquide comme exigence fondamentale de son fonctionnement, et ne sera pas dans un environnement que nous savons être toxique pour toute vie terrestre. Rien que pour ces critères, nous savons déjà qu'il y a des milliards de planètes dans notre galaxie à elle seule qui correspondent à la facture.

Kepler 186f est l'un des nombreux candidats à une planète très semblable à la Terre. Crédit image : . [+] NASA/Ames/JPL-Caltech.

Nos études sur les exoplanètes - des mondes autour des étoiles au-delà de la nôtre - nous ont montré qu'il existe une grande variété de planètes rocheuses en orbite à la bonne distance de leurs étoiles centrales pour avoir de l'eau liquide à leur surface si elles ont quelque chose qui ressemble à des atmosphères comme la nôtre . Nous commençons à nous approcher des capacités technologiques de détection des exo-atmosphères et de leurs compositions autour de mondes aussi petits que le nôtre actuellement, nous pouvons en arriver à des mondes de la taille de Neptune, bien que le télescope spatial James Webb fasse encore progresser cela en moins d'une décennie. .

Mais n'y a-t-il pas d'autres choses dont nous devons nous inquiéter ? Et si nous étions trop près du centre galactique, le taux élevé de supernovae ne nous ferait-il pas frire et stériliser la vie ? Et si nous n'avions pas une planète comme Jupiter pour nettoyer la ceinture d'astéroïdes, le grand nombre d'astéroïdes volant sur notre route n'effacerait-il pas toute vie qui parvient à se former ? Et qu'en est-il du fait que nous sommes ici maintenant, alors que l'Univers est relativement jeune ? De nombreuses étoiles vivront pendant des milliers de milliards d'années, mais nous n'en avons qu'environ un ou deux autres avant que notre Soleil ne devienne suffisamment chaud pour faire bouillir nos océans. Quand l'Univers était trop jeune, il n'y avait pas assez d'éléments lourds. Sommes-nous arrivés au bon moment, non seulement pour entrer dans notre Univers, mais pour assister à toutes les galaxies avant que l'énergie noire ne les repousse ?

Une vue principalement ultraviolette du centre galactique révèle une vue complexe et complexe des étoiles qui . [+] la lumière visible ne nous permettra pas de voir. Crédit d'image : composite Midcourse Space Experiment (MSX), via http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/image_galleries/MSX/galactic_center.html.

Probablement pas, à toutes ces questions ! Si nous étions plus près du centre galactique, oui : le taux de formation d'étoiles est plus élevé et le taux de supernovae est plus élevé. Mais la chose principale que cela signifie est qu'un grand nombre d'éléments lourds y sont créés plus rapidement, donnant à la vie complexe une opportunité à partir des temps anciens. Ici en périphérie, il faut attendre plus longtemps ! Et comme pour stériliser une planète, il faudrait être très proche d'une supernova pour que cela se produise – bien plus près que les étoiles ne le sont généralement les unes aux autres près du centre galactique – ou bien sur le trajet direct d'un faisceau d'hypernova. Mais même dans ce dernier cas, qui serait encore incroyablement rare, vous risquez de ne stériliser que la moitié de votre monde à la fois, car ces faisceaux sont de courte durée !

Même une supernova focale ultra-énergétique à proximité pourrait ne pas suffire à éteindre la vie sur un . [+] planète entièrement habitée. Crédit image : NASA/JPL.

Leurs atmosphères ne seraient pas entièrement détruites, la vie des grands fonds devrait encore survivre, et il y a tout lieu de croire que peu importe à quel point elle devenait mauvaise, les conditions seraient réunies pour que la vie complexe revienne. Une fois que la vie s'empare d'un monde, ou se met « sous sa peau », comme le disent certains biologistes, il est très difficile de l'anéantir entièrement. Et cela ne fonctionnera tout simplement pas.

De multiples scénarios pour la ceinture d'astéroïdes peuvent chacun avoir des avantages pour la vie évoluant à l'intérieur. [+] mondes. Peut-être qu'aucun d'entre eux n'est prohibitif pour l'évolution de la vie intelligente. Crédit image : NASA/ESA/A. Feild, STScI.

Même chose pour les astéroïdes. Oui, un système solaire sans planète semblable à Jupiter aurait beaucoup plus d'astéroïdes, mais sans une planète semblable à Jupiter, leurs orbites seraient-elles jamais perturbées pour les projeter dans le système solaire interne ? Cela rendrait-il les événements d'extinction plus fréquents ou plus rares ? De plus, même s'il y avait des impacts accrus, cela rendrait-il même la vie complexe/intelligente moins probable, ou le plus grand nombre d'événements d'extinction accélérerait-il la différenciation de la vie, rendant l'intelligence plus probable ? Les preuves que nous avons besoin d'un Jupiter pour la vie sont au mieux spécieuses, tout comme les preuves que nous devons être à cet endroit de notre galaxie sont également rares. Mais même si ces choses étaient vraies, nous aurions toujours un grand nombre de mondes – littéralement des dizaines à des centaines de millions – qui répondraient à ces critères dans notre seule galaxie.

Et enfin, nous sommes arrivés relativement tôt, mais les ingrédients pour les étoiles et les systèmes solaires comme le nôtre étaient présents en grande abondance dans les galaxies plusieurs milliards d'années avant la formation de notre propre système stellaire. Nous trouvons même des mondes potentiellement habitables où la vie peut avoir 7 à 9 milliards d'années ! Alors non, nous ne sommes probablement pas les premiers. Les conditions dont nous avons besoin pour que la vie apparaisse, au mieux que nous puissions mesurer, semblent exister dans toute la galaxie, et donc probablement dans tout l'Univers également.

Des mondes potentiellement habitables peuvent être possibles autour d'une grande variété d'étoiles. Crédit image : © Lisa . [+] Kaltenegger (MPIA).

2.) Dans quelle mesure ces conditions sont-elles rares ou courantes ailleurs dans l'Univers ?

Les scientifiques ne se sont pas servis d'estimations trop optimistes de l'équation de Drake : l'équation la plus couramment utilisée pour estimer le nombre de civilisations intelligentes dans notre galaxie. De toute la science présentée dans la série Cosmos originale de Carl Sagan, ses estimations de l'équation de Drake représentaient peut-être la pire science de la série. Examinons donc les chiffres réels au mieux de ce que la science connaît – avec des incertitudes réalistes – et voyons ce que nous proposons.

D'après ce que nous pouvons dire - en extrapolant ce que nous avons découvert à ce que nous n'avons pas encore regardé ou pu voir - il devrait y avoir environ 1 à 10 billions de planètes dans notre galaxie qui orbitent autour d'étoiles, et quelque part autour 40 à 80 milliards d'entre eux sont candidats pour avoir les trois propriétés suivantes :

  • étant des planètes rocheuses,
  • situé là où ils auront constamment des températures semblables à celles de la Terre,
  • et cela doit soutenir et soutenir l'eau liquide sur leurs surfaces !

Les mondes sont donc là, autour des étoiles, aux bons endroits ! En plus de cela, nous avons besoin d'eux pour avoir les bons ingrédients pour provoquer une vie complexe. Qu'en est-il de ces blocs de construction, quelle est la probabilité qu'ils soient là ?

Les molécules organiques se trouvent dans les régions de formation d'étoiles, les restes stellaires et le gaz interstellaire, tous. [+] tout au long de la Voie lactée. Crédit image : NASA/ESA et R. Humphreys (Université du Minnesota).

Croyez-le ou non, ces éléments lourds - assemblés en molécules complexes - sont inévitables à ce stade de l'Univers. Assez d'étoiles ont vécu et sont mortes pour que tous les éléments du tableau périodique existent en abondance assez élevée dans toute la galaxie. Mais sont-ils correctement assemblés ? Le nuage moléculaire Sagittarius B, présenté en haut de cette page, jette un coup d'œil au cœur de notre propre galaxie. En plus de l'eau, des sucres, des cycles benzéniques et d'autres molécules organiques qui « existent » simplement dans l'espace interstellaire, nous en trouvons des complexes étonnamment complexes.

Molécules organiques présentes dans tout l'Univers, en particulier vers le centre galactique. Image. [+] crédit : Oliver Baum, Université de Cologne.

Comme le formiate d'éthyle (à gauche) et le cyanure de n-propyle (à droite), dont le premier est responsable de l'odeur des framboises ! Des molécules tout aussi complexes que celles-ci se trouvent littéralement dans chaque nuage moléculaire, disque protoplanétaire et écoulement stellaire que nous avons mesurés. Ainsi, avec des dizaines de milliards de chances dans notre seule galaxie et les blocs de construction déjà en place, vous pourriez penser - comme Fermi l'a fait - que les chances de voir une vie intelligente se produire plusieurs fois dans notre propre galaxie sont inévitables.

Mais d'abord, nous devons faire de la vie à partir de la non-vie. Ce n'est pas une mince affaire, et c'est l'une des plus grandes énigmes pour les scientifiques naturels dans toutes les disciplines : le problème de l'abiogenèse. À un moment donné, cela s'est produit pour nous, que ce soit dans l'espace, dans les océans ou dans l'atmosphère, cela s'est produit, comme en témoignent notre planète même et sa diversité de vie distinctive. Mais jusqu'à présent, nous avons été incapables de créer de la vie à partir de la non-vie en laboratoire. Il n'est donc pas encore possible de dire à quel point c'est probable, bien que nous ayons pris des mesures étonnantes au cours des dernières décennies. Cela pourrait être quelque chose qui se produit sur jusqu'à 10 à 25% des mondes possibles, ce qui signifie que jusqu'à 20 milliards de planètes dans notre galaxie pourraient avoir la vie sur elles. (Y compris - passés ou présents - d'autres dans notre propre système solaire, comme Mars, Europe, Titan ou Encelade.) C'est notre estimation optimiste.

Une jeune planète avec les conditions potentielles pour la vie pourrait devenir un monde semblable à la Terre, ou pourrait . [+] restent sans vie pour toujours. Crédit image : NASA/JPL-Caltech.

Mais cela pourrait être beaucoup moins que cela aussi. La vie sur Terre était-elle probable ? En d'autres termes, si nous réalisions l'expérience de chimie consistant à former notre système solaire encore et encore, faudrait-il des centaines, des milliers ou même des millions de chances pour que la vie ressuscite une fois ? Par prudence, disons que ce n'est qu'une sur un million, ce qui signifie toujours que, étant donné la fin pessimiste de 40 milliards de planètes à la bonne température, il y a encore au moins 40 000 planètes dans notre seule galaxie avec de la vie.

Mais nous voulons quelque chose d'encore plus que cela, nous recherchons de grandes créatures spécialisées, multicellulaires et utilisant des outils. Ainsi, alors qu'à bien des égards, il existe de nombreux animaux intelligents, nous nous intéressons à un type d'intelligence très particulier. Plus précisément, un type d'intelligence qui peut communiquer avec nous, malgré les grandes distances entre les étoiles ! Alors, à quel point est-ce courant ? De la première molécule organique auto-répliquante à quelque chose d'aussi spécialisé et différencié qu'un être humain, nous savons que nous avons besoin de milliards d'années de températures (à peu près) constantes, des bonnes étapes d'évolution et de beaucoup de chance. Quelles sont les chances qu'une telle chose se soit produite ? Un sur cent ? Eh bien, avec optimisme, peut-être. C'est peut-être le nombre de ces planètes qui restent à des températures constantes, évitent les catastrophes d'extinction à 100%, évoluent vers la multicellularité, le genre, se différencient et s'encéphalisent suffisamment pour finalement apprendre à utiliser des outils.

Une fois l'intelligence, l'utilisation d'outils et la curiosité se combinent en une seule espèce, peut-être interstellaire. [+] les ambitions deviennent inévitables. Crédit d'image : source originale Dennis Davidson pour http://www.nss.org/, extrait de Brian Shiro chez Astronaut For Hire.

Mais il pourrait être beaucoup moins que nous ne soyons pas une conséquence inévitable de l'évolution autant qu'un heureux accident de celle-ci. Même un sur un million semble être trop optimiste pour les chances que des animaux semblables à des humains évoluent dans un monde semblable à la Terre avec les bons ingrédients pour la vie. Je pourrais facilement imaginer qu'il faudrait un milliard de Terres (ou plus ) pour sortir quelque chose comme des êtres humains une seule fois.

Si nous prenons l'estimation optimiste de l'estimation optimiste ci-dessus, peut-être 200 millions de mondes sont capables de communiquer avec nous, dans notre seule galaxie. Mais si nous prenons l'estimation pessimiste de l'apparition de la vie et des chances qu'elle atteigne l'intelligence, il n'y a qu'une chance sur 25 000 que notre galaxie ait ne serait-ce qu'une telle civilisation. En d'autres termes, la vie est un pari fantastique, mais la vie intelligente peut ne pas l'être. Et c'est selon des estimations scientifiques raisonnables, mais cela suppose que nous soyons honnêtes au sujet de nos incertitudes ici aussi. Ainsi, les conditions de la vie sont certainement partout, mais la vie elle-même pourrait être commune ou rare, et ce que nous considérons comme la vie intelligente pourrait être commun, rare ou pratiquement inexistant dans notre galaxie. Au fur et à mesure que la science en apprendra davantage, nous en apprendrons davantage à ce sujet.

Atteindre, diffuser et écouter les preuves des autres a jusqu'à présent rendu un vide, solitaire. [+] résultat. Crédit image : Victor Bobbett.

3.) Si nous ne trouvons pas la vie dans les lieux et dans les conditions où nous l'attendons, cela peut-il prouver l'existence de Dieu ? Certes, il y a des gens qui diront que c'est le cas. Mais pour moi, c'est une façon terrible de placer votre foi. Considère ceci:

Voulez-vous ou avez-vous besoin que votre croyance en une origine divine ou surnaturelle de l'Univers soit basée sur quelque chose qui pourrait être scientifiquement réfuté ?

je suis très ouvert sur ne pas étant moi-même un homme de foi, mais ayant un immense respect pour ceux qui sont croyants. Ce qui est merveilleux avec la science, c'est qu'elle appartient à tous ceux qui sont prêts à se tourner vers l'Univers lui-même pour trouver plus d'informations à son sujet. Pourquoi votre croyance en Dieu exigerait-elle que la science donne une réponse spécifique à cette question dont nous ne connaissons pas encore la réponse ? Votre foi sera-t-elle ébranlée si nous découvrons que, hé, devinez quoi, la chimie fonctionne pour former la vie sur d'autres mondes de la même manière qu'elle fonctionnait dans le passé sur celui-ci ? Aurez-vous l'impression d'avoir remporté une sorte de victoire spirituelle si nous parcourons la galaxie et découvrons que les êtres humains sont l'espèce la plus intelligente de tous les mondes de la Voie lactée ?

La Voie lactée vue à l'observatoire de La Silla. Crédit image : ESO / Håkon Dahle.

Ou, vos croyances - quelles qu'elles soient - peuvent-elles résister à toutes les vérités scientifiques que l'Univers révèle sur lui-même, quelles qu'elles soient ? De l'avis professionnel de pratiquement tous les scientifiques qui étudient l'Univers, il est très probable qu'il y ait de la vie sur d'autres mondes, et qu'il y a de très bonnes chances - si nous investissons dans sa recherche - que nous puissions trouver le premières signatures biologiques sur d'autres mondes en une seule génération. Qu'il y ait une vie intelligente au-delà de la Terre, ou plus précisément, une vie intelligente au-delà de la Terre dans notre galaxie qui est toujours en vie en ce moment, est une proposition plus douteuse, mais le résultat de cette question scientifique ne favorise ou ne défavorise en aucun cas l'existence de Dieu, plus que l'ordre de savoir si les poissons ou les oiseaux ont d'abord évolué sur Terre favorise ou défavorise l'existence d'une divinité.

Il peut y avoir ou non d'autres mondes très, très similaires au nôtre, mais aucun des deux ne l'est. [+] nécessairement un indicateur d'une présence divine. Crédit image : Wikimedia Commons / Lucianomendez.

Les vérités de l'Univers sont écrites là-bas, sur l'Univers lui-même, et nous sont accessibles tout au long du processus d'enquête. Permettre à une foi incertaine de se présenter comme une réponse là où des connaissances scientifiques sont requises ne nous rend pas service à tous l'illusion de la connaissance - ou parvenir à une conclusion avant d'obtenir la preuve - est un piètre substitut à ce que nous pourrions réellement apprendre, si seulement nous posons les bonnes questions. La science ne peut jamais prouver ou réfuter l'existence de Dieu, mais si nous utilisons nos croyances comme excuse pour tirer des conclusions auxquelles scientifiquement, nous ne sommes pas prêts, nous courons le risque grave de nous priver de ce que nous aurions pu apprendre vraiment. .

Alors que la présidence d'Obama touche à sa fin et qu'une présidence Trump commence, je vous implore : ne laissez pas votre foi, quelle qu'elle soit, vous fermer aux joies et aux merveilles du monde naturel. Les joies de savoir - de trouver les réponses aux questions par nous-mêmes - sont celles dont aucun d'entre nous ne devrait être trompé. Que votre foi, si vous en avez une, ne serve qu'à vous rehausser et à vous enrichir, et non à vous enlever les merveilles de la science !


Oui. Techniquement, un autre système devrait être appelé « système stellaire ».

Dans un sens, vous avez raison. Il serait approprié de se référer à une collection de planètes, de comètes et de météores en orbite autour, disons, de Regulus en tant que "système planétaire centré sur une seule étoile".

Mais on peut excuser le terme plus court "autres systèmes solaires" comme étant clair dans son sens et plus facile à dire.

Bien qu'il ne soit pas évident pour les anglophones unilingues que le mot solaire se réfère au soleil et non à une étoile générique, il est certainement clair pour tout locuteur d'une langue romane qu'il en est ainsi. D'où l'expression « systèmes solaires » au pluriel ressort comme immédiatement bizarre quand on entend se référer à d'autres systèmes planétaires, ou systèmes stellaires (selon que l'on préfère mettre l'accent sur le membre stellaire du système des planétaires).

Ce serait une faveur pour la communauté internationale de retirer l'utilisation du « système solaire » dans ce sens.


1 réponse 1

Quelles sont les erreurs de mesure possibles du barycentre du système solaire dans les données de la NASA ?

Le barycentre ne peut pas être observé directement. Il s'agit plutôt d'une quantité calculée. L'emplacement du barycentre serait facilement déterminé si l'univers était cartésien (ce n'est pas le cas), si nous pouvions observer simultanément les emplacements de tous les objets du système solaire (nous ne pouvons pas), et si nous connaissions les masses de tous ces objets (nous ne le faisons pas).

En développant une éphéméride du système solaire, les modélisateurs commencent par une a priori ensemble de masses, de positions et de vitesses des objets qui composent le système solaire à une certaine époque, puis propager cela vers l'arrière et vers l'avant dans le temps. Les états propagés sont comparés aux observations pour produire des estimations d'erreur. Il existe de nombreuses observations incomplètes et quelque peu erronées de ces objets, éparpillées dans le temps. Ces estimations d'erreur sont utilisées pour suggérer une meilleure estimation de l'état (masse, position et vitesse) à l'époque qui réduit (idéalement) l'erreur quadratique pondérée accumulée. Le cycle se répète jusqu'à ce qu'aucune autre amélioration ne soit observée.

Les estimations de la masse d'un objet (plus précisément, son paramètre gravitationnel) s'améliorent considérablement lors de la première visite d'un satellite artificiel sur cet objet. Les estimations s'améliorent encore plus lorsque nous envoyons quelque chose en orbite autour d'un objet du système solaire.

Par exemple, la sonde Juno est sur le point d'atteindre Jupiter et de se mettre en orbite autour d'elle. En supposant que tout se passe comme prévu, cela entraînera inévitablement une amélioration des observations de la masse, de la position et de la vitesse de Jupiter. Étant donné que Jupiter est de loin le plus gros objet du système solaire autre que le Soleil, ces observations améliorées donneront un modèle considérablement amélioré du système solaire.

La distance du barycentre est écrite avec une précision allant jusqu'à 14 décimales (en UA). Les angles sont écrits avec précision à 4 décimales (en degrés). Quelles sont les erreurs possibles pour l'angle et la distance ?

Si vous demandez plutôt des vecteurs, vous obtiendrez seize lieux de précision, dont au moins cinq sont de la pure fiction, car le paramètre gravitationnel du Soleil n'est « seulement » connu que d'environ onze lieux de précision. Le Soleil constitue près de 99,9% de la masse du système solaire. Ajoutez les quatre planètes géantes et vous obtenez plus de 99,99% de la masse du système solaire. Les incertitudes dans les masses, les positions et les vitesses de ces cinq objets sont les facteurs clés qui conduisent à l'incertitude de l'emplacement du barycentre.


Modélisation et simulation précises de panneaux solaires photovoltaïques avec simulink-MATLAB

Une procédure unique pour modéliser et simuler un panneau solaire de 36 cellules de 50 W à l'aide de méthodes analytiques a été développée. L'expression généralisée du circuit équivalent des cellules solaires a été validée et mise en œuvre, sans hypothèse influente, dans l'environnement Simulink/MATLAB R2020a. L'approche est basée sur l'extraction de tous les paramètres nécessaires en exploitant les paramètres disponibles à partir des fiches techniques des panneaux photovoltaïques commerciaux et en estimant les pentes aux conditions de court-circuit et de circuit ouvert de la caractéristique courant-tension, généralement fournie par la plupart des panneaux solaires. fabricants de panneaux dans des conditions d'essai normalisées (STC). Les effets de l'irradiance solaire et de la température ont tous deux été pris en compte dans la modélisation. Un système d'équations simultanées non linéaires couplées pour le courant de saturation de diode, le facteur d'idéalité de diode et les résistances série et shunt a été résolu. Pour modéliser avec précision le module PV utilisé dans notre simulation et notre analyse, les paramètres nécessaires dépendant de la température ont été extraits pour la première fois. À un éclairement STC de 1000 W/m 2 , la courbe I-V modélisée s'est avérée identique à celle expérimentale fournie par le fabricant de panneaux solaires. La puissance de sortie maximale du module PV passe de 8,75 W à 50 W lorsque l'éclairement énergétique varie de 200 W/m 2 à 1000 W/m 2 à la température STC. À des températures supérieures à STC et pour le même rayonnement solaire, la puissance de sortie du module photovoltaïque n'a baissé d'environ 14,5% que lorsque la température de fonctionnement a atteint une valeur de 65 °C. Cependant, comme la température est inférieure au STC, la puissance de sortie a augmenté d'environ 7,4% au-delà de la puissance maximale du panneau photovoltaïque nominal. Le coefficient de température de puissance calculé était d'environ -0,39 %/o C, ce qui est assez proche de celui fourni par le fabricant de panneaux solaires.

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Normes d'apprentissage

Cadre du programme d'études en sciences et technologie/ingénierie du Massachusetts 2016

Compréhension de la nature de la science (concepts transversaux) : les connaissances scientifiques ont une histoire qui comprend le raffinement et l'évolution des théories, des idées et des croyances au fil du temps.

La science est une entreprise humaine : La connaissance scientifique est le résultat de l'effort humain, de l'imagination et de la créativité. Des individus et des équipes de nombreuses nations et cultures ont contribué à la science et aux progrès de l'ingénierie.

Cadre du curriculum d'histoire et de sciences sociales du Massachusetts

Histoire mondiale I Normes d'apprentissage : révolution scientifique et siècle des Lumières en Europe
WHI.33 Résumez comment la révolution scientifique et la méthode scientifique ont conduit à de nouvelles théories de l'univers et décrivez les réalisations des figures de proue de la révolution scientifique, notamment Bacon, Copernic, Descartes, Galilée, Kepler et Newton.

Normes scientifiques de nouvelle génération
Liens avec la nature de la science : les modèles, les lois, les mécanismes et les théories scientifiques expliquent les phénomènes naturels.
Une théorie scientifique est une explication étayée d'un certain aspect du monde naturel, basée sur un ensemble de faits qui ont été confirmés à plusieurs reprises par l'observation et l'expérimentation, et la communauté scientifique valide chaque théorie avant qu'elle ne soit acceptée. Si de nouvelles preuves sont découvertes que la théorie ne s'adapte pas, alors la théorie est généralement modifiée à la lumière de ces nouvelles preuves. (HS-ESS1-2),(HS-ESS1-6)


Existe-t-il des équations pour simuler la création d'un système solaire ? - Astronomie

Projet 63 : Dynamique du système solaire

    Dans ce projet, vous utiliserez le supercalculateur Swinburne pour exécuter une série de simulations via une interface Web afin d'étudier la dynamique planétaire. Pour faire ce projet, vous devrez être à l'aise avec les mathématiques et les ordinateurs - bien que vous ne soyez pas censé écrire votre propre code informatique, vous devrez faire de l'algèbre. To achieve high marks in this project you will need to explore the equations that govern the dynamics of the Solar System and explain the difference between numerical and physical instabilities by try to produce unstable planetary systems!

You are not required to write or run any software yourself. The code will not be modified by you (though we can certainly discuss various aspects as the project progresses and I may be able to modify the program for you) and it is run on our machines here at Swinburne. You will, however, need to be logged on to the Internet while working on the numerical experiments.

  1. to understand the equations that govern the dynamics of the Solar System
  2. to understand numerical instabilities resulting from a bad choice of the timestep parameter. This type of numerical instability is due to approximations in converting the mathematical equations that govern the system into discrete equations used in the numerical scheme and
  3. to experiment with the parameters (such as planetary mass, eccentricity and semi-major axis) to try and make a physically unstable system - and explain why the resulting system is - or is not - stable.

A good place to start would be with your textbook. Read up on the basic background material in the chapter Gravitation and the Motions of the Planets (Universe, Kaufmann and Freedman). You may also want to read the section on extrasolar planets and the essay on Aliens Planets. Si tu as The New Solar System (Beatty, Petersen & Chaikin), you could read the sections on the origin of the Solar System and other planetary systems. This will give you a general idea of how to attack this topic.

You could then do a detailed websearch on "solar system dynamics", "planetary dynamics", "planetary motions", "celestial mechanics", "gravitation" and variations on those themes.


Myths, Symbols and Legends of Solar System Bodies

Auteur: Rachel Alexander
Publisher: Springer
ISBN: 978-1-4614-7067-0
Prix: £22.99 (Pb) 252pp

As well as being interested in the scientific discipline of astronomy, I am also intrigued by the history of astronomy and how ancient peoples interpreted the night sky and celestial bodies through mythology. This book, though, is not one I’d recommend to make sense of the myriad stories that various cultures around the world have told about the Sun, Moon and planets.

There is an overload of legends and anecdotes crammed into every chapter, covering mythologies as wide ranging as Greek, Egyptian, Celtic, Japanese, Polynesian, to name but a few. However, it comes across as a messily written barrage of information rather than a smooth, engaging narrative. Other than chapters for each Solar System body, there is no cohesion within the chapters themselves, no sense of chronological or geographical order to the myths mentioned – the information is all over the place. It reads like an encyclopedia that has been compiled in the most haphazard manner. It’s a rare example of reading something that overwhelms and disappoints in equal measure.

There are also some serious errors. A couple that I found was one sentence saying that the Sun will ‘explode’ at the end of its life, and another says that Venus, when viewed with the naked eye, has a ‘reddish hue’. These errors make me question the credibility of the book as a whole. Sometimes the same sentences are repeated several times, and at times sentences contradict each other one example is the aforementioned ‘exploding Sun’. In a later paragraph, it is mentioned that the Sun will expand into a red giant.

It is a shame, as the subject of astronomy in mythology, legends, art and popular culture is a fascinating one.


Astronomie

The Astronomy Department at Foothill College offers lecture and laboratory classes with astronomy professor Dr. Geoff Mathews. Courses in solar system and stellar astronomy provide you with a non-technical introduction to the worlds with which we share our solar system, the life and death of stars, the formation of galaxies, and the evolution of the universe.

Dr. Mathews leads the Foothill AstroSims project, which aims to sustain the existing pool of astro-education simulations as well as developing new simulations covering previously unaddressed topics. Our long-time faculty member Andrew Fraknoi retired in June 2017.

Degree & Program Types

We do not offer a degree or certificate program in Astronomy. However, the astronomy courses meet general education requirements for other degrees offered.

The Foothill College Observatory

Located on the main campus near the Krause Center for Innovation, the observatory provides students and community members with the opportunity for first-hand exploration of the wonders of the universe. The observatory is open on Friday nights from 9 to 11 p.m. and on Saturdays from 10 a.m. to noon. Due to concerns surrounding COVID-19, the observatory will be closed until further notice.

The Silicon Valley Astronomy Lecture Series

Founded in 1999, the Silicon Valley Astronomy Lecture Series lectures are presented on six Wednesday evenings during each school year at Foothill College. Speakers over the years have included Nobel-prize winners, members of the National Academy of Sciences and many other well-known scientists explaining astronomical developments in everyday language.

The series, moderated by Foothill College Astronomy instructor emeritus Andrew Fraknoi, is sponsored by the Astronomical Society of the Pacific, the SETI Institute, the University of California Observatories, and Foothill College. Topics range from the exploration of the planets to the speeding up of the expanding universe from planets around other stars to black holes at the centers of distant galaxies.

Lectures are free to the general public, and video versions of the lectures (starting February 2013) are available on the lecture series YouTube Channel. Free audio files (podcasts) of the lectures from 2005 through 2017 are available through some podcast streaming services.

The Peninsula Astronomical Society

The Peninsula Astronomical Society holds its meetings on the campus of Foothill College at 7:30 p.m. on the second Friday of each month in room 5015 next to Parking Lot 5. There is a $3 charge for parking — visitor parking permits are available from the machines in the parking lots (see map). Meetings feature lectures by prominent members of the professional and amateur communities, and are open to the public.

Astronomy on the Web

For further explorations of the universe, check out these selected astronomy sites on the Web.

Silicon Valley Astronomy Lecture Series

On May 26, 7pm, live streamed on YouTube, Dr. Adam Frank, University of Rochester professor and award-winning author, will give a free, illustrated, non-technical talk: A Little Talk About Aliens: Techno-signatures and the New Science of Life in the Universe .

Questions? We're Here to Help!

David Marasco, Dept. Chair

Division Office Contacts

To meet with the dean, contact the Student & Faculty Support Center.

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Watch the video: Quest-ce quun objet? (Octobre 2022).