C3.ASTRES et ÉNERGIE

-activité solaire

L'activité solaire est un terme général exprimant la valeur des divers paramètres concernant certaines formes d'énergies émises par le soleil. On y trouve :

LA VALEUR du CHAMP MAGNETIQUE

Elle est exprimée par une échelle dite "index planétaire" Kp (Kennziffer planetarische) qui va de 0 à 9 et qui prend en compte la puissance du champ magnétique pendant 3 heures consécutives.

Le rythme est considéré comme calme pour Kp < 4 et comme fort pour Kp > 6

En valeur S.I.+ le champ est de l'ordre de quelques nanoTeslas

 

LA VALEUR des RAYONNEMENTS X

Considérés pour des longueurs d’ondes λ comprises entre 1 à 8 angströms

La puissance surfacique (en W/m²) est dite faible si < 10-5

Elle est forte pour 10-4 et 10-3 représente un méga-flux

 

LE DEBIT de FLUENCE de PARTICULES

Il est exprimée en part/cm²/s/sr  (unité valant 104 unités S.I.+)

On regarde surtout le débit de fluence des protons

(faible si # 10-2) et (fort si > 10)

Et le débit de fluence des électrons (normal si # 10 et élevé si > 103)

 

LES EJECTIONS MASSIQUES (des protubérances)

Ce sont les autres particules (dites C.M.E) qui arrivent par les vents solaires jusqu'à la Terre.

Ils sont repérés sur une échelle allant de 1 à 5

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-albédo astral

Albédo est le nom du coefficient réflecteur de lumière pour un corps, en astronomie (yb)

C'est le rapport entre l'énergie réfléchie par un corps (généralement par une planète) et celle qu'il reçoit (généralement depuis une étoile)

L’albédo de la planète Terre est de 0,33 avec des variations allant de :

sol neigeux(0,90)--glace(0,40)--sable(0,30)--laves(0,04)

Il est émis dans les longueurs d'onde de  4 à 40 µm (avec faveur pour 15 µm)

L'albédo de la lune est de 0,07

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-amas stellaire

Un amas ouvert est un groupe de # 102 à 3 étoiles (de même origine). Masse totale de 1033 kg environ  Diamètre de 1019 à 21m.Peu de relations gravitationnelles (d’où dispersion) Exemples : Pléiades-Chevelure de Bérénice-Taureau

 

Un amas globulaire est un groupe de # 104 à 6 étoiles (masse # de 1035kg)

Exemple oméga du centaure

 

Un amas galaxique (ou galaxie) est un ensemble de # 107 à 12 étoiles (masse # 1040 kg)

-l'amas local est constitué de notre galaxie + une vingtaine de galaxies voisines

-le superamas de la Vierge est constitué de l'amas local et d'une quinzaine d’autres galaxies voisines (masse # 1046 kg)

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-constante de Gauss

La constante de Gauss est la vitesse angulaire d'une [planète Terre prototype], qui tournerait autour du soleil à une distance précise et constante -dite "unité astronomique"- valant 149597870691 mètres

Cette vitesse angulaire serait alors de 0,01720209895. rad / jour (ou 0,9856076686 degré d'angle par jour ou encore # 2.10-7 rad/seconde)

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-constante solaire

La constante solaire (symbole p*s) est un cas particulier de puissance surfacique 

C'est la puissance reçue depuis le soleil (son flux) ramenée à la surface d'une sphère hypothétique située à 50 kilomètres au-dessus du sol terrestre et que l'on suppose être très exactement à 1 unité astronomique du soleil

1 unité astronomique (u.a) est égale à 1,49559787.1011 mètres. Mais dans les calculs énergétiques, on peut se contenter d'un nombre arrondi et on accepte 150 millions kms.

Cette puissance surfacique reçue, symbolisée p*50 est nommée constante solaire et vaut  p*50 = p*S(lrs / lst   d'après la loi de Newton

p*S est la puissance surfacique émise par le soleil (valant elle-même :

KSB.T4 d'après la loi de Stefan-Boltzmann, où KSB = 5,67.10-8 W/m²-K-4 et T est la température de surface du soleil = 5780 K),

donc p*S = 6,4.106 W/m²

(lrset lst) sont respectivement le rayon du soleil et la distance soleil-terre

La valeur numérique résultante est:  p*50 = 6,4.106 (0,7/150)² = 1394 W/m²

Cette valeur doit toutefois être pondérée, car il y a diverses déperditions  énergétiques et la valeur retenue est de  1361 Watts /m²

Cette valeur est une moyenne, variant de +/- 3,4%, selon la position de la Terre sur sa trajectoire elliptique de planète

On peut la calculer plus précisément et calendairement avec la formule :

p* = (1361).(1 + 0,033 x Cos360° x (j - 2,7206) / 365,25)

où j est le numéro du jour de l'année

Nota : au niveau du sol terrestre, cette valeur chute fortement (8 fois moindre) à cause des nuages, des molécules d'air, des réflexions et diffusions... et il n'en reste que 168 Watts/m² en moyenne

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-cycles stellaires

L'énergie des étoiles provient de réactions chimiques cycliques, qui transforment l'hydrogène en hélium (début des alourdissements successifs des corps simples stellaires)

Les symboles ci-dessous signifient: (1 Mev # 1,6.10-15 J) --- (21H et 31H = deutérium et tritium) --- (He = hélium) --- (n = neutron) --- (p = proton = 1 H) --- (n = neutrino) --- (α,β,g = rayons alpha, béta, gamma) --- (e = électron)



LE CYCLE C-N (CARBONE-AZOTE)

126C + p donne  >>> 137N + β+ donnant >>> 136C + e+ + n qui, avec un nouveau p  >>> donne 158O +  β + >>> donnant 157N  qui, avec un nouveau  p >>> donne 126C + 42He 

La récupération de 126C en fin de cycle, permet de recommencer le cycle (mais ayant permis de récupérer une énergie créant une température > 1010 K)

 

LE CYCLE C-N-O (CARBONE-AZOTE-OXYGÈNE) ou CYCLE DE BETHE

136C >>> donne 147N + p + g >>> donnant 158O + p >>> donnant  157N + e+ + n >>> donnant :

a))soit 168O + p + g  >>> donnant 179F + p + g >>> donnant 178O +  1H >>> redonnant  

147N + p + α  pour revenir au départ du cycle (168O + p + g)

b))soit 126C + p + α  >>> donnant 137N + p + g >>> redonnant 136C + e+ + n pour revenir au point de départ

Tout ceci avec émissions énergétiques (à chaque fois de 2 à 10 MeV)



LE CYCLE p-p

p est un proton (c'est à dire 1H) et l'association de 2 p produit une fusion thermiquement intéressante

1H +1H donne 21H + e+ n  puis 1H + 21H donne 31He + g + 5,49 MeV

puis (très tardivement) 3He + 3He donne 4He + 1H +1H + grosses énergies (13 MeV) permettant atteinte de températures supérieures à 106 K

Le cycle p-p  produit 98% de l'énergie solaire

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-densité surfacique de flux de particules

La densité surfacique de flux de particules est une notion utilisée pour le comptage des particules de provenance astrale

C'est bien entendu une répartition (dite "densité") d'un nombre de particules réparties sur une surface (d'où le mot "surfacique") pendant un certain temps (d'où le mot "flux")

Equation de dimensions structurelles : L-2.T-1       Symbole :y*      

Unité S.I.+ : particules/m²-s

Exemple >> la densité de particules cosmiques reçues sur Terre, à faible altitude,

est # 1100 part/s-m²

 

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-éclat d'un astre

L'éclat  est un terme utilisé en astronomie

il faut distinguer l'éclat émis par l'astre (qui est une exitance lumineuse, une forme de luminance, c'est à dire une puissance surfacique et spatiale) avec l'unité nit

et l'éclat reçu (sur Terre) qu'on nomme plutôt illuminance, avec l'unité lx/sr

Equation aux dimensions structurelles : M.T-3.A-1      

Symbole de désignation : Dé       Unité d’usage :  nit ou lx/sr

 

Relation entre éclat et magnitude astrale visuelle absolue

La magnitude astrale M'a (un classement de l'apparence lumineuse) est fonction de l'éclat sous la relation >>

M'=  -35,78 + 2,512 log Dé / θ

θ(rad) = parallaxe de l’astre (c'est à dire l'angle de "vue" d’un demi grand-axe de l’orbite terrestre depuis cette étoile) et

Dé= éclat (en nit) émis par cet astre

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-énergie du milieu universel (du vide)

On a pris l'habitude de désigner le contenu de l'espace-temps par le mot ''vide''

C'est un mot bien mal choisi, car vide implique l'absence de toute chose (ni matière, ni particules, ni ondes...rien)  Or il est évident que le monde réel possède une texture, une conformation, des caractéristiques concrètes, qui nous obligent à le définir comme une organisation formelle et il est plus opportun de le nommer MILIEU UNIVERSEL

 

Ce MILIEU UNIVERSEL est déterminable par :

1-huit éléments structurels actifs

Il existe huit éléments fondamentaux, qui interviennent dans la création de tous phénomènes physiques :

-tout d'abord il existe quatre entités d'induction baignant dans le milieu universel et génératrices de tous les phénomènes. Elles ne sont perceptibles (et donc mesurables) qu'à travers leurs champs d'induction (chaque champ étant l'expression surfacique et angulaire de l'entité en cause)

Ces champs sont : l'accélération, la fréquence, le champ d'induction électrique et le champ d'induction magnétique

-par ailleurs, quand les circonstances s'y prêtent, ces 4 entités d'induction (ou leurs champs) activent l'apparition d'une autre famille de 4 grandeurs, dites induites, qui sont également réactives, et que l'on sait mesurer : ce sont la masse, l'impulsion, la charge électrique et la charge magnétique

Leurs champs (qui sont chacun, similairement, l'expression surfacique et angulaire de chaque entité induite) sont le champ gravitationnel induit, le champ dynamique, le champ de déplacement (excitation électrique), le champ d'excitation magnétique

-2-il existe ensuite quatre éléments de structure constitutive du milieu universel, nommés FACTEURS DE MILIEU (voir chapitre spécial) permettant--dès lors qu'ils prennent une valeur limite, dite disruptive.--aux 4 notions d'induction ci-dessus, d'initier les créations des 4 entités induites (celles également désignées ci-dessus)

-3-une consistance du milieu, nommée ETHER permettant d'expliquer le nécessaire support d'évolution des ondes électromagnétiques et des ondes de matière.Prétendre que le voyage d'une onde ou le transfert d'une énergie puissent se faire dans rien, n'est (physiquement comme métaphysiquement) impossible. On ne peut pas faire rouler des trains sans rails....on ne peut pas faire transiter la chaleur du CMB (ou FDC) en l'absence de tout appui fluidique....on ne peut pas expliquer la force d'inertie, sans support vectoriel....etc

L'éther a été contredit par les expériences de Michelson (voir chapitre spécial) mais la validité expérimentale de ces contredits n'est pas probante

-4-une potentialité énergétique de ce milieu, c'est à dire une réserve énergétique, permettant au monde de fonctionner. Il faut bien qu'il y ait une énergie présente dans le "milieu vide", pour expliquer quelle énergie a créé tous les phénomènes passés, ainsi  que pour comprendre comment ces phénomènes peuvenactuellement se maintenir et enfin pour savoir comment ils pourront durer et éventuellement se démultiplier dans l'avenir.

 

PARAMETRES CARACTERISTIQUES de l’UNIVERS (exprimés en unités S.I.+)

voir chapitre spécial

 

ENERGIE du MILIEU UNIVERSEL (ex ENERGIE du VIDE)

C'est le stock de l'énergie qui a été libéré lors du big bang et que l'on considère ayant valeur constante depuis ce moment-là.

On nomme cela: énergie du vide ou énergie diffuse ou énergie radiante ou champ de tachyonsou champ d'énergie quantique ou énergie de vide quantique

On suppose que chaque parcelle ultime du milieu universel (vide) est un volume faisant fonction de mini-oscillateur harmonique, dont l'énergie est le minimum énergétique conventionnel (quantum fondamental, valant h.n / 2) et dénommé " énergie de point zéro" ou "énergie intrinsèque" . C'est l'état énergétique minimal du champ global de l'énergie du vide. Ce champ ne deviendra excité que lorsqu'il y apparaîtra création d'objet (matière, rayons....)

 

1.NECESSITE de PREVOIR une ENERGIE du MILIEU UNIVERSEL

(dite parfois ''ENERGIE du VIDE'')

L'énergie du milieu "vide" est patente, à travers plusieurs considérations >>>

--on a remarqué que la naissance de la plupart des particules réelles est accompagnée (parallèlement et au même moment) de l'apparition de "particules virtuelles", qui n'ont pas d'origine logique, ou discernable, dans les phénomènes en question. Il faut donc qu'elles proviennent d'un paquet d'énergie stocké hors de nos zones mesurables ou définissables, c'est à dire issues nécessairement du milieu ambiant (le vide)

--l'effet Casimir (force apparaissant entre deux plaques non chargées) prouve que l'énergie créée dans cette expérience provient du milieu spatial, puisqu'il n'y a aucun apport énergétique connu dans l'expérimentation

--l'effet Unruh (apparition de chaleur quand une particule se déplace sous forte accélération, sans autre apport externe connu) démontre également que le vide produit parfois spontanément une énergie (ici calorifique)

--l'effet Lamb (décalage spontané entre 2 niveaux de l'atome d'hydrogène) ne peut provenir que d'un apport énergétique du milieu universel

--le rayonnement de Hawkins (subtil rayonnement énergétique d'un trou noir) semble également provenir d'une énergie prise au vide

--l'effet Schwinger (apparition spontané de charges dans le champ magnétique de l'électron) ne peut s'expliquer que par l'apport du vide

--l'apparition de matière est, de son côté, l'évidente conséquence d'une déstructuration du "milieu spatial" car où la matière serait-elle potentiellement cachée ailleurs ?

Tous les exemples ci-dessus impliquent que le milieu universel soit énergétiquement structuré (principe d'équilibre énergétique de l'univers)

 

2.USAGE de CETTE ENERGIE

--une partie a servi à créer ce qui existe actuellement (les rayonnements, les particules élémentaires ou fugaces, la matière, les charges...)

--une autre partie sert aujourd'hui -sous forme de colossale puissance- à entretenir les mouvements de tout ce qui bouge en ce moment (énergie cinétique, rotations et vibrations, chaleur...)

--une dernière partie servira à créer de nouveaux éléments et à maintenir tout cela en marche jusqu'à la fin des temps (donc pour la durée de vie de l'univers--en supposant que tout soit isotrope et isochrone--)

 

3.CALCUL de l'ENERGIE UNIVERSELLE

On calcule l'énergie de point zéro, par 2 approches :

1° approche :à partir de la notion "énergie globale''

L'énergie du milieu universel (le vide) dépend de ses paramètres structurels .

C'est EU = KL.c4.V / G

où EU(J)= énergie universelle

KL= constante cosmologique (valeur standard = 1,1.10-51sr/m²)

V(m3) = volume de l'univers observable (~ 3,21080m3)

c = constante d'Einstein (# 3.108 m/s)

G =constante de gravitation [8,385.10-10 m3-sr/kg-s²]

La valeur numérique de EU  en découle >> (toutes les unités en S.I.+)

(1,1.10-51.[(3.108)]4.(3,2.1080) / 8,38.10-10 ~3,4.1071Joules

 

Ce qui entraîne une énergie volumique (moyenne) de

(3,4.1071 J) / (3,2.1080 m3) soit ~1,1.10-9J/m3

2° approche : calcul de l'énergie totale du vide, à partir de la "force de Casimir''

L'expérience de Casimir montre qu'une force d'attraction apparaît spontanément entre 2 plaques conductrices non chargées, quand elles sont très proches, face à face.

Cette force d'attraction entre les plaques est  F = 2p.h.c.S / Kca. l4

donc la pression entre les plaquesest

p = F / S = 2p.h.c / Kca. l4

où p(N/m²) est la pression entre les plaques, S(m²) est la surface des plaques, l(m) est l'espacement entre plaques, c(m/s) est la constante d'Einstein, h est Dirac h et Kca est un facteur constant, dit constante de Casimir et valant 8.103

--dans une application réelle de cette formule, la distance interplaques(l)  est de 1,25.10-5 mètre et la surface(S) des plaques est de 1 m² on relève que

F / S = (6,28).(1,05.10-34).(3.108) / 8.103 .(1,25)4.10-20= 10-9 N/m² 

C'est bien identiqueà l'énergie volumique de10-9 J/m3 calculée au § précédent (le N/m²  est une unité équivalente au J/m3 car pression ~ énergie volumique)

 

4.LA MASSE VOLUMIQUE MOYENNE

La masse volumique de la matière baryonique est de ru= mU / Vuo= 1,7.1053/ 3,2.1080 = 1,2.10-28 kg/m³

Ceci correspond approximativement à une particule par mètre cube

 

La masse volumique de la matière totale de l'univers (à la fois la matière connue + le cortège des particules virtuelles + la matière supputée, y compris la matière sombre) est environ 5 fois supérieure soit 6.10-28  kg/m³

 

La catastrophe du vide

On désigne ainsi l'incompréhension qui apparaît quand on compare la gigantesquemasse volumique énergétique du vide au début de la création (au temps de Planck) où elle valait (5,2.1096 J/m3) et ce qu'elle est devenue à notre époque (~10-9 J/m3) soit un écart de 10105--alors qu'on évoque, entre ces 2 dates, une expansion globale limitée linéairement à un facteur 40 --ce qui ne correspond qu'à~105 en expansion volumique--

Il semblerait que l'explication puisse provenir d'une insuffisance dans notre appréciation de l'inflation

 

5.UTILISATION de l’ENERGIE du MILIEU UNIVERSEL

Rappelons qu’il s’agit d’une énergie de ~ 3,4.1071Joules

5.a-les énergies visiblement surgies du passé

Ce sont celles ayant servi -depuis l'origine du monde jusqu'à nos jours- à créer et faire bouger tout ce qui nous entoure (et que nous savons mesurer):

(5.a.1) environ (4,5 %) correspondent à la présence de matière et de rayonnements actuellement perceptibles: (4% sont affectables aux matières rayonnante et massique, dont des baryons, essentiellement dans les astres) // (0,2% pour les leptons autres que neutrinos et les bosons)

Ces 4,5% de l'énergie universelle représentent donc en valeur >> 4,5% de 3,4.1071 J =

1,53.1070 J, ce qui est par ailleurs également donné par la formule d'Einstein

E = m.c² soit(1,7.1053kg) x (9.1016m²/s²)

(5.a.2)1% correspond aux neutrinos. Ils sonttrès nombreux, à savoir 3.108 / m3, soit donc ~1089 unités dans l'univers non noir, avec une masse unitaire moyennede 10-37 kg (2.10-5 eV/c²), ce qui représente unSm.c² ~ 1069 J).

(5.a.3)1% correspond à l'énergie cinétique de translation que le milieu universel(le vide) a dèjà insufflé à toute la matière créée à ce jour, puisque toute cette matièrese déplace à grandes vitesses (interactions, rayons, chimie...).

5.a.4)1% correspond à l'énergie de rotation déjà donnée à toutes les particules du monde, car les particules tournent ou vibrent depuis leur naissance, sans interruption ni ralentissement

5.a.54% correspondent à l'énergie nécessaire à l'expansion et qu'on nomme quintessence: l'univers a, après le big bang, "très fortement gonflé" (c'est linflation) puis il a continué à se dilaterplus lentement (c'est l'expansion), tout ceci nécessitantune colossale énergie, puisée dans l'énergie universelle depuis 13,8 milliards d'années

Certains prétendent que l'expansion est partiellement contre-balancée par la gravitation, d'où l'idée d'énergies antagonistes, que l'on pourrait soustraire l'une de l'autre ? Mais la gravitation ne rembourse pas le milieu universel (vide) de l'énergie qu'elle lui a prise pour créer de l'attraction.Il n'y a pas d'énergie négative, mais seulement des conséquences ou des apparences phénoménologiques certes opposées, mais énergétiquement cumulables. L'univers a besoin de fournir son énergie à la fois pour créer de l'expansion et de la gravitation

 

(5.a.6)environ 0,1% correspond au potentiel d'énergie nécessaire pour maintenir à 2,72 degrés chaque élément du volume de l'univers (phénomène dit C.M.B ou FDC).

Si l'on estime la capacité thermique du vide sidéral à 1025 J/K, cela correspond à environ 3.1036Joules dépensés chaque année, ce qui représente peu de chose.

(5.a.7moins de 0,1% est dû aux trous noirs, qui font disparaître certaines parties visibles d'énergie (mais comme vraisemblablement cette énergie sert à recréerplus tard, en d'autres lieux, une matière sous forme mal théorisée, la balance énergétique est nulle)

5.b-les énergies existantes, mais dont on ne connaît que les inférences(etque nous ne savons pas mesurer):

 

--puis une autre partie (23 %?) qui n’est pas visible, mais qui est sous-jacente, grâce à ses effets mesurables.Ce sont les antiparticules, les particules virtuelles, la matière noire, la masse dite manquante, la matière exotique, etc...

5.b.1)0,3% sont des bosons qui ne sont pas dirigés vers nous.Ils ne nous sont donc pas perceptibles mais ils existent obligatoirement (autocorrélation)

(5.b.2)moins de 0,1% correspond à l'énergie des restes d'antiparticules

(5.b.3)23% correspondent à l'énergie d'éléments mal connus et non mesurables, que l'on dénomme matière sombreet qui se décline en cinq sous-composantes:

...(5.b.3.1)1% correspond à l'énergie issue des 4 facteurs de milieu, ce qui finance, au présent, toutes les interactions entre les masses, les couleurs, les charges électriques et magnétiques

...(5.b.3.2)7% sont justifiés parla matière noire, ensemble de corps sombres dont on connaît la présence (par des conséquences gravitationnelles), mais qu'on ne sait pas voir (on ne peut distinguer les caractéristiques d'un tas de charbon froid sur un fond noir...)

On nomme ces corps Machos (Massive Compact Halo Objects) et on distingue la matière noire froide (Cold Dark Matter en anglais) et la matière noire chaude (Hot Dark Matter en anglais)Il s'agit d'étoiles naines brunes, d'étoiles à neutrons, de poussières, de corps non émetteurs d'ondes, de planètes, de corps hors d'attraction newtonnienne, de gaz intergalactiques...)

La densité (abondance) de matière noire froide est souvent symbolisée Wh² où W est l’abondance de baryons dans l’univers (~ 4,3%) et h le paramètre de Hubble, d’où Wh² # 0,022

La matière noire joue le rôle de lentille gravitationnelle (v. Chap.457), comme la matière ordinaire.

On lit parfois que la matière noire "traverse" la matière visible, c'est faux: elle se contente de la côtoyer, ou de s'y superposer

...(5.b.3.3)1% provient de la matière non baryonique (dite matière exotique), incluant les neutrinos stériles et certaines particules hypothétiques, commewimps, axions, neutralinos, etc...

...(5.b.3.4)10%vont servir à créer -et faire vivre- le cortège incessant des particules virtuelles, qui forment un bouillonnement permanent de création-disparition de pseudo-particules (lecortège des vraies particules).

Les particules dites virtuelles sont créées dans les zones de fluctuation élémentaire de l'énergie cosmique universelle  (dite aussi fluctuation de point zéro ou fluctuation du vide quantique)

En considérant une zone élémentaire de l'énergie cosmique (énergie de point zéro), que l'on peut considérer comme un système, son énergie fluctue de ΔE, pendant un temps Δt, et comme il y a incertitude entre E et t (d'après l’équation du quantum d'action

h # ΔE.Δt)  ceci permet d'estimer le temps d'apparition-disparition de ces particules fugaces >>  t = h / 2m0.c²   soit   t # 10-24 s.

car h(J-s)= quantum d'action (const.de Planck = 6,63.10-34J-s), m0 (kg)= masse particulaire (~3.10-27 kg) et c(m/s)= constante d'Einstein (3.108 m/s)

Les particules virtuelles empruntent donc une certaine énergie au milieu pendant 10-24 ce qui est par ailleurs un temps beaucoup trop faible pour qu'on sache le mesurer.

Les particules réelles sont vraisemblablement des particules virtuelles qui ont su (à l'occasion de la présence d'un graviton) extirper leur masse du champ des charges mésoniques. Mais comme on ne sait pas agir sur la cause de ces stabilisations (réelles), il nous est impossible de les solliciter artificiellement pour en tirer une énergie utilisable (on ne sait pas extraire volontairement l'énergie du milieu universel -on se contente de la constater-)

...(5.b.3.5)12% ) sont nommés masse manquante, qui est un terme parfaitement abusif, car il s'agit d'une masse potentielle (patente) pas encore créée et ce n'est pas une masse, mais une énergie disponible pour fabriquer des futures masses, manquant à l'appel car non encore apparues

 

Rappelons le mécanisme de création d'une masse (hadron)

Une masse réelle (dite baryonique, bien qu'elle soit plutôt hadronique) est une notion induite, ce qui signifie qu'une masse unitaire (hadron/baryon) est fabriquée (dès lors que les fluctuations de la constante de gravitation sont favorables) par une autre entité inductrice, dite charge mésonique qui, elle, est la première arrivée dans la création du monde. Le baryon n'existait pas à l'état originel ou initial du Big bang, il interviendraplus tard, en qualité d'enfant de la charge mésonique (en termes de physique, on dit qu'il en est induit)

Et ce qu'on appelle la masse manquante, est en fait une masse incréée, encore en instance dans le giron de la charge mésonique (qui est le matériau d'où la masse sera un jour issue).

Comme les charges mésoniques n'ont pas d'interactions visibles dans le monde induit dans lequel nous vivons, elles restent inaccessibles à nos mesures, bien que présentes dans le milieu (dit vide), hors de nos outils d'investigations.

La charge mésonique a pour dimension L3.T-2.A où l'on voit bien qu'il n'y a pas présence de masse(M). Par contre, la création de M en découle (s'en induit), car elle provient d'une variation (fluctuation) locale de la constante cosmologique δKL (souvent en sortie de trou blanc).

Et ceci entraîne, en ce lieu, une variation (δρ') de la masse volumique locale, ce qui permet à une charge mésonique disponible Y*, de créer en ce lieuune masse, par développement d'un phénomène d'induction (à distance) répondant à la formulation Y*.δρ' / c².δKL= m

(m en kilogs, Y* en m3-sr/s², ρ' en kg/ m3, c en m/s et KL  en sr/m²)

Pourquoi la constante cosmologique varie-t-elle ?

A cause de l'anisotropie du vide. En effet, il existe des zones de présence excessive de masses (les galaxies), des zones d'absence de matière, des zones de collisions astrales, des zones de perturbations de densité massique (trous noirs, trous blancs), des zones de matière noire et tout cela provoque des perturbations locales de la constante cosmologique Kλ(qui, bien que notion géométrique, est influençable par la présence ou l'absence de masses, puisque les masses courbent l'espace-temps).

Or l'énergie globale du milieu "vide" dépend de la constante cosmologique d'après la

relation EU= KL.c4.VU0 / G formule qui se traduit numériquement par EU= (1,1.10-51)(81.1032)(3,2.1080)/8,38.10-10 =3,4.1071J

 

ce qui entraîne une énergie volumique du vide de valeur moyenne(10-9J/m3)

Quand celle-ci varie, la constante cosmologique varie aussi et il y a alors création de matière -dès lors qu'il y a une entité d'induction (charge mésonique unitaire Y*)disponible à cet endroit-

On a alors:  m = Y* / G =Y*.δρ' / c2.δKL

avec m(kg) = masse créée (~ 2,86.10-27 kg , c'est à dire la masse moyenne d'une particule élémentaire)

δKL(sr/m²) =fluctuation de la constante cosmologique autour de sa valeur de base

Y*(m3-sr/s²)= charge mésonique disponible dans le vide (lequantum de charge mésonique Y* vaut  2,4.10-36 m3-sr/s²)

c(m/s)= constante d'Einstein (2,99792458 .10m/s)

δρ'(kg/m3)=variation de la masse volumique de la zone de l'espaceen cause

Résumons la création d'une masse >>>

une variation (fluctuation) locale de la constante cosmologique δKL(par exemple en sortie de trou blanc) entraîne en ce lieu une variation de la masse volumique de point zéro (δρ'), ce qui permet à une charge mésonique disponible Y*, de créer une masse, par développement d'un phénomène d'induction (à distance).

 

Nota : la naissance de certaines particules primaires (non élémentaires) peut cependant provenir d'un choc entre 2 particules ultra-élémentaires :

par exemple le choc de 2 photons g de fréquence supérieure à 1020 Hz crée une énergie E = 2h.ν  soit # 10-13Joules  (h valant 6,6.10-34 J-s) , ce qui correspond à une particule de 10-30 kg (la pointure d'un électron)

(5.b.43% correspondent à de l'énergie ayant servi à la création des actuelles charges électriques, charges de saveur et charges de couleur

 
 

5.c-les énergies qui serviront à créer de nouveaux éléments dans le futur et à animer le monde, jusqu'à sa fin

Ce stock d'énergie est dit ''énergie noire''ce qui souligne notre impossibilité de concevoir sous quelle forme elle est stockée dans l'espace universel.

En fait, peu nous importe de comprendre sous quelle forme elle est stockée dans "le vide", l'essentiel est de savoir qu'elle y est, nécessaire pour faire tourner le monde jusqu'à sa fin

On trouve parfois le terme "inflaton" pour définir un utopique champ scalaire, dont la fonction serait de créer de l'énergie noire –et d'avoir également, dans le passé, modulé l'énergie de la période d'inflation--

(5.c.1)1% correspond à l'énergie potentielle des facteurs de milieu, qui créeront des futurs bosons de jauge (photons, gluons, bosons de Higgs, gravitons et phonons) dès qu'ils seront mandatés à induire de nouvelles futures charges induites.

(5.c.2)1% va servir à créer -et faire mouvoir- des masses nouvelles

(5.c.3)1%  correspond à de l'énergie électrique qui --pour les mêmes raisons que celles évoquées pour les masses au § 5.b.3.6-- sera créée un jour.Il existe dans l'espace des entités-charges d'induction électrique P(dimension 

L3.M.T-3.I-1.A) qui n'ont pas encore induit de charges électriques Q, car les conditions de création de ces charges électriques ne sont pas encore réalisées (cette création interviendra quand l'inductivité prendra une valeur disruptive)  Auparavant, elles sont cachées à nos perceptions, mais n'en sont pas moins détentrices potentiellement de parts d'énergie

La création d'une charge  (électrique) vient de  Q = (δKλ.δEU.V / δ²ζ')1/2

δKλ est la variation de la constante cosmologique, entraînant la variation-fluctuation de l'énergie de point zéro δEU(J)  et cela cause aussi la disruption du facteur de milieu (l'inductivité  δζ')

Quand une particule massique est créée, elle est souvent colonisée par de nouvelles charges induites d'électricité, qui ont des interactions attractives ou répulsives et qui se superposent aux interactions gravitationnelles des masses-supports. L'écart énergétique entre les 2 types d'interactions se nomme écrantage (selon les particules en cause, l’écrantage atteint de 0 à 6%) Ce qui correspond donc à une énergie moyenne de 3% de l'énergie massique vue § 5.a.1, qui elle-même ne représente que 4% du total universel. Donc l'énergie électrique déjà présente sur les masses n'est pas très significative (1/1000)

(5.c.4)2% correspondent à de l'énergie pour futures productions de couleur qui --pour les mêmes raisons que pour les charges électriques ci-dessus-- ne sont pas encore créées.Il existe dans l'espace des entités-charges de courbure de dèbit (dimension L2.T-1.A) qui n'ont pas encore induit de couleurs(Q'), tant que le facteur de Yukawa n'a pas atteint sa valeur disruptive. Elles n'en sont pas moins des grandeurs potentiellement énergétiques, qui seront les apports de couleur au moment opportun (rappelons que la couleur représente 98% de l'énergie des nucléons, les 2 derniers % étant de la masse baryonique, un peu d'énergie électrique et un soupçon de saveur)

La création d'une couleur provient en effet de Q' = (δKλ.δEU.V / δ²Y)1/2

V est le volume de la zone impliquée, Y est le facteur de Yukawa

(valant 9,32.10-27m-sr/kg)

(5.c.5) 1% correspond à de l'énergie de saveur qui --pour les mêmes raisons que pour les charges et masses ci-dessus-- n'est pas encore créée.

Il existe dans l'espace des entités-charges magnétiques d'induction  (dim°  L2.M.T-2.I-1.A) qui n'ont pas encore induit de saveurs, mais qui n'en sont pas moins des grandeurs potentiellement énergétiques. Ces saveurs potentielles seront éventuellement créées (induites) quand la perméabilité magnétique deviendra disruptive.

On aura alors = (δKL.δEU.V / δ²μ]1/2

δKL est la variation de la constante cosmologique, entraînant la variation-fluctuation de l'énergie de point zéro δEU ainsi que la disruption du facteur de milieu (la perméabilité μ)

5.c.6 1% correspondent à l'énergie nécessaire pour créer de futures saveurs

5.c.7 10% correspondent à l'énergie (dite quintessence) nécessaire pour créer l'expansion future

5.c.8 22% correspondent à l'énergie nécessaire pour créer de futures particules virtuelles

 

6.AUTRES THEORIES, inventées pour expliquer l'énergie noire

On a évoqué des solutions complexes afin d'imaginer où est stockée l'énergie noire :

--présence de particules utopiques (majorons, pseudoscalaires, arions, etc...)

--replis de l'espace (ou branes, ou boucles)

--dimensions géométriques supplémentaires cachées...(parfois même en grand nombre...)

Il n'est cependant pas anormal qu'une grosse partie de l'énergie de l'espace nous soit imperceptible, car nos instruments d'appréciation de l'intimité de l'univers se limitent aux mesures des mouvements (dont rayons et chaleur)

Tout ce qui est stagnant nous est imperceptible

Et l'énergie noire est imperceptible car c'est de l'énergie potentielle (celle-ci n'est pas plus visible ni mesurable que l'énergie potentielle d'une pomme, avant qu'elle ne vienne mécaniquement tomber sur la tête de Newton).

 

7.EVOLUTION de l'ENERGIE du MILIEU UNIVERSEL (ENERGIE "du VIDE")

On prétend (en pure supputation) que l'énergie du milieu universel est constante --et cela depuis le temps de Planck--Mais sa répartition a nécessairement été évolutive, ne serait-ce que par la progression del'entropie au cours des temps (au détriment de l'énergie qui servait à la structuration et à la stabilisation de l'ordre) et aussi à cause de l'expansion, qui est un perpétuel bouleversement

L'énergie noire et la masse manquante, par leur gigantesque importance (les 2/3 du total de l'énergie universelle) représentent un enjeu important dans l'appréciation de l'avenir de l'univers, car elleinfluent sur le taux d'expansion Et si ce dernier augmentait trop, il y aurait diminution de la cohésion de la matière,  entraînant une dislocation (pour une fin du monde d'un genre nommé Big Rip) 

Remarque: si l’on estime que le monde a été créé par un dieu logique, la quantité d’énergie qu’il lui a confiéeest destinée à le faire fonctionner jusqu’à sa fin.

Donc, comme le monde a déjà épuisé 13,8 milliards d’années de sa vie en dépensant 1/3 de son énergie, la fin du monde -programmable (c.à.d. au moment où il aura consommé toute son énergie) interviendra, si tout est bien isomorphe, dans 2 x(13,8) soit environ 28 milliards d’années

 

8.POLARISATION du VIDE

On a vu (en électrodynamique quantique § 5.b.3.4) que des particules virtuelles sont créées en permanence au voisinage et au même moment que les particules réelles. Ce sont des paires "électrons-positrons" dont l'annihilation réciproque est programmée dans le délai de (+/- 10-24 s) Cependant, quelques-unes de ces particules virtuelles y échappent et leur individualisme cause de ce fait une petite polarisation locale du champ électrique du vide (1,5.1018 V/m)

Cette polarisation provoque certaines anomalies, comme :

--jouer le rôle d'écran dans les interactions des particules réelles voisines

--créeune biréfringence du vide (décelée dans certaines étoiles à neutrons)

--faire légèrement varier la charge électrique des vrais électrons voisins

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-énergie solaire

-Données basiques servant aux calculs ultérieurs

-surface du soleil (6,1.1018 m²)--surface de la Terre (5,3.1014 m²)-

-durée d'une année (3,15.107 s)

-Pourquoi certaines valeurs sont-elles données à 50 kilomètres d'altitude (dite altitude de la constante solaire) ?

parce qu'on estime que dans la zone stratosphérique située à cette distance, on est à la fois :

--forfaitairement et exactement à 150 millions de km du soleil

--et qu’en outre, on est là dans une zone dégagée des pertes énergétiques ultérieures créées par les molécules atmosphériques

A cette distance, on doit appliquer aux énergies (ou aux puissances),un ”abattement globald’atténuation (= 3,7.10-9) qui tient compte des déperditions entre le soleil et la sphère sise à 50 km du sol terrestre

Sont inclus dans ce coefficient 4 éléments cumulatifs >>

***2.10-5, pour tenir compte de la différence des distances (d’après Newton, c’est le rapport des carrés des distances, l’une étant celle de la surface du soleil, l’autre étant celle située à 150 millions de kms du centre solaire)

***ensuite, encore 0,5.10-5 pour tenir compte du pourcentage entre les angles solides de (liaison-vision) entre les 2 astres ( pour l’un, c’est # 6,7.10-5 sr, à comparer à l’autre angle solide de 4 pi sr (d’émission totale initiale), donc 6,7.10-5 / 12,56 = ~ 0,5.10-5)

***puis environ (1% du reste), pour tenir compte que le soleil n'est pas un corps noir parfait

***et enfin (1,25% du reste), pour tenir compte des déperditions du voyage jusqu'à la stratosphère terrestre (dues aux poussières, effets de bords, molécules dans la mésosphère, etc)

Nota : il restera encore, pour la traversée ultérieure de l’énergie jusqu’au sol, (50 kms plus bas), à appliquer un coefficient d’abattement de (0,123) qui tient compte de l’absorption énergétique par les molécules atmosphériques.

1.QUESTIONS d’ENERGIES

1.1.d’où provient l’énergie du soleil ?

l’énergie globale du soleil est produite par la contraction gravitationnelle :

E = (600).m².G / W.lrs où m (2.1030 kg) est la masse solaire, G(8,4.10-10 unités S.I.+ estla constante de gravitation, W l’angle solide (4 p), lrs(7.108 m) est le rayon solaire et 600 est un facteur correspondant à l’irrégularité distributive des masses sur le rayon solaire au cours de sa vie

La valeur numérique résultante est de ~ 2,3.1044 Joules

On peut aussi dire que le soleil aura émis une puissance supposée constante (telle celle de cet instant, qui est de 3,8.1026 Watts), pendant une durée de vie totale de 20 milliards d’années, ce qui représentera bien une énergie totale de ~ 2,3.1044Joules

1.2.énergie émise par le soleil (en 1 année)

Ce n’est que 1,2.103Joules (/an)

Et la partie utile, correspondant à la partie du soleil faisant face à la Terre, n’en représente que la moitié (6.103Joules (/an)

1.3.énergie reçue (en 1 année) à 50 km de la Terre

c’est l’énergie utile émise par le soleil (6.103Joules/an), minorée du coefficient (= 3,7.10-9) tenant compte de la transmission de l’énergie jusqu’à la sphère sise à 50 km de notre sol

Il reste alors 2,2.1025 Joules par an

1.4.énergie reçue (en 1 année) sur le sol terrestre

c'est l’énergie reçue à 50 km (2,2.1025 Joules par an) x (0,123 de déperdition dans le transfert à travers l'atmosphère = 2,7.1024 J/an

La Terre absorbe 44% de l'énergie qu'elle reçoit et renvoie le reste (56%) dans l'espace

 

2.QUESTIONS de PUISSANCES

2.1.puissance émise par le soleil en toutes directions (dite RAYONNEMENT ou  luminosité bolométrique intrinsèque (bolométrique signifiant totalité de toutes les longueurs d'ondes émises et intrinsèque rappellant que c'est une qualité propre à l'astre, mais pas à sa distance)

C’est l’énergie émise (1,2.1034J) ramenée à une année (3,15.107s) donc ~ 3,8.1026 Watts, sachant qu’il n’en est émis que la moitié face à la Terre, donc on ne garde qu’une puissance utile de 50%, soit 1,9.1026 W

 

Rappelons que la puissance brute est donnée par la formule théorique

P = S.Kr.(T)4  où Kr est la constante de Stefan-Boltzmann (5,67.10-8), T la température en surface du soleil (5.780 K) et S(m²) la surface du soleil (6,1.1018 m² >>> cela donne # 3,8.1026 Watts

dont la moitié (# 1,9.1026) est émise face à la Terre

2.2.puissance reçue à 50 km d'altitude

c'est la puissance émise par le soleil, minorée du coefficient de déperdition dû à la distance, soit :(1,9.1026 W)x(3,7.10-9) # 7.1017 Watts

2.3.puissance moyenne utile reçue sur le sol terrestre

c’est la puissance reçue à 50 km (7.1017W) abattue du coefficient de transfert dans l’atmosphère (0,123et encore réduite de moitié (pour tenir compte de la nuit) donc c’est ~4,3.1016 W

La partie correspondant à la seule lumière visible est de 36% soit

1,5.1016 W (ou environ 9.1018 lux-m²)

La France métropolitaine bénéficie d’environ 1/1.000° de ces valeurs

 

3.QUESTIONS de PUISSANCES SURFACIQUES

3.1.puissance surfacique globale émise par le soleil en toutes directions (elle est dite irradiance)

C'est le quotient de sa puissance émise par sa surface (soit # 3,8.1026 W / 6,1.1018m²) # 6,2.107W/m² sur sa surface

3.2.puissance surfacique reçue à 50 km du sol terrestre

c'est la puissance qu’on y reçoit (7.1017 W) / la surface de la sphère à 50 km d'altitude (# 5,2.1014 m²) = 1361 W/m²    (moyenne retenue par la communauté scientifique)

Cette valeur est la constante solaire

3.3.puissance surfacique reçue sur le sol terrestre

c'est la puissance surfacique reçue à 50 km (1361 W/) abattue du coefficient de transfert dans l'atmosphère (0,123) donc c’est 168 W/m²

Ces 168 W/m² se répartissent en 3 origines

--les ultraviolets pour 30 W/m² (donc 18 % des 168)

--les infrarouges pour environ 77 W/m² (soit 46 % des 168)

--la lumière visible (couleurs du spectre) = 61 W/m², c'est à dire 36 %

 

4.AUTRES QUESTIONS ENERGETIQUES

4.1.puissance spatiale reçue au sol par la Terre (P' dite intensité reçue)

c’est la puissance reçue (4,3.1016 W) ramenée à l’angle solide de transmission (4 pi, soit 12,56 sr) soit donc = 3,4.1015 W/sr.

Dont # 1,2.1015 W/sr pour la lumière (soit 7.1017 lx-m²/sr)

4.2.puissance surfacique spatiale reçue sur la Terre, depuis le soleil

on la nomme réceptivité.

C’est la puissance reçue (4,3.1016 W) ramenée à l’angle solide de transmission (4 pi, soit 12,56 sr) et ramenée aussi à la surface, c’est donc

67 W/m²-sr

 La part concernant la lumière seule (dite illuminance ou luminosité apparente ou éclat reçu) est # 24 W/m²-sr soit 1400 nits

 

4.3.durée d’ensoleillement: c'est une durée de présence du soleil (donc correspond à un coefficient faisant varier la quantité d'énergie apportée)

revoir chapitre spécial 

 

UTILISATIONS de l'ENERGIE SOLAIRE

-énergie recueillie par panneaux photovoltaîques (dits P.V. en abrégé)

Voir chapitre spécial

-énergie recueillie par capteurs thermiques (dits aussi panneaux solaires thermiques)

 L'énergie est ici produite par la récupération des rayons thermiques solaires (donc surtout infra-rouges) grâce à des appareils dits capteurs (ou hélio-capteurs, ou panneaux solaires) dans lesquels circule un fluide caloporteur (souvent eau ou air)

Le rendement est  # 5 fois supérieur à celui des panneaux photovoltaïques et la production énergétique est de l'ordre de :

-400 kwh/m² dans des zones moyennement ensoleillées (nord de la France)

-800 kwh/m² dans les zones très ensoleillées (S.E. de la France)

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-étoiles

Une étoile se forme à partir d'un gaz interstellaire extrêmemnt dilué, qui, sous des contraintes extérieures se comprime, puis se contracte progressivement par gravitation

Les étoiles sont si nombreuses qu’il est difficile de les nommer toutes. Mais au moins deux sortes de classement existent >>>

SOUS UNE DENOMINATION LIMITÉE À 120.000 ÉTOILES PROCHES

Référencées sous le sigle initial H.I.P (abréviation de Hipparcos, satellite) et correspondant à un catalogue référençant leurs coordonnées, prises dans un système international de références (dit I.C.R.S)

SOUS UNE DENOMINATION PLUS GÉNÉRALE

où un groupe de symboles rappelle les 4 paramètres de classement ci-après :

-la constellation d'appartenance (1° symbole)  

Le premier symbole de désignation d'une étoile est la constellation à laquelle elle appartient  (parmi les 88 constellations ancestralement dénommées (Orion, Andromède, Cygne, Scorpion......) Ce premier symbole apparaït sous la forme d’un doublé = une lettre grecque (ou latine ou un nombre), suivi d’une abréviation du nom de la constellation .

Exemple : ω Dra est l'étoile de position ω dans la constellation du Dragon

-la classe spectrale (2° symbole): la caractéristique spectrale d'une étoile (dite classe spectrale de Harvard) se trouve sensiblement être proportionnelle à sa température de surface  et définit également ses caractéristiques chimiques

Cette caractéristique nous est accessible à travers le spectre lumineux de l'astre (ensemble composé de bandes-émissions et lignes-absorptions)

La classe spectrale est un repère tenant compte de l'allure du spectre, lui-même fonction assez précise de la température de surface de l’astre

Ce repère de "classe" est symbolisé par l’une des 8 lettres W O B A F G K M, qui, dans cet ordre, vont des plus grandes températures de surface (37.000°) aux plus froides en surface (2.500°) et à chacune d’elles est affecté en outre un coefficient modérateur chiffré, allant de 0 à 9 (exemples: Soleil = G2, Arcturus = K1, Véga = A0)

Les lettres de tempérance spectrale ci-dessus, expriment l'opacité perceptible de certains spectres, causée par les constituants stellaires (hydrogène et métaux) riches en électrons et qui absorbent en partie les photons du spectre

-la magnitude astrale (3° symbole) apparaissant dans la dénomination d'une étoile est une échelle permettant de classer les astres en fonction de leur éclat lumineux (qui se trouve être environ proportionnel à leur masse)

-la famille de l'étoile (4° symbole) 

Adjoint au classement de la magnitude (ci-dessus) des étoiles, y figure une information complémentaire dite "famille", qui représente un panaché des 2 qualités de l'étoile que sont son rythme énergétique et sa masse

Rôle et définition des rythmes énergétiques :

-type A (rythme normal) = tendance à compression, créée par la gravitation (accrétion de matière) avec échauffement (106K) et en opposition à ce phénomène: une réaction de fusion de l’hydrogène au centre (cœur) qui se transforme en hélium (cycle de catalyse par le carbone ou cycle de Bethe)

-type B (rythme de Chandrasekhar) = peu d’hydrogène, très forte pression, pas de rayonnement, extinction progressive

-type C (rythme post-hydrogène avec fusion créant du carbone)= le cœur se contracte, la température augmente (108K), avec réactions de fusion plus lentes

-type D (rythme de densification)= la gravitation -moins combattue- augmente, d’où cœur plus dense, avec corps internes plus lourds (fer) et pression élevée

-type E (rythme de puits gravitationnel)= les atomes explosent, se transforment en plasma de particules élémentaires, qui s’écroule vers le centre.

Une étoile standard (volume de 1030 m3, qui contient 1040 atomes ou ions) va alors devenir un bouillon de plasma où les ions sont empilés les uns près des autres et qui se réduisent alors à un volume de (1010) m3, soit un diamètre de l'ordre du kilomètre

En adjoignant aux rythmes ci-dessus la notion de masse, on détermine un classement de 14 familles d'étoiles ci-après:

On dénomme ci-dessous mé la masse de l’étoile et mc la masse de son cœur :

Si l’étoile a une mé < 1,6.1028 kg et est en rythme A c’est une naine brune

Si l’étoile a une mé < 1,6.1028 kg et est en rythme c’est une naine noire (difficile à détecter puisque ne rayonnant pas de lumière)

Si l’étoile a 1,6.1028 < mé < 1031 kg et est en rythme c’est une naine standard-ou jaune- (dont le soleil et Capella)

-si une naine standard atteint les rythmes B ou C , c’est une naine bleue (exemples Régulus, Rigel)  et si elle atteint un rythme D, c’est une naine rouge

-si en outre il y a des expulsions extérieures, c’est une nova

Si l’étoile a 1031 < mé < 1032 kg et est en rythme A c’est une géante

Si l’étoile a une mé > 1032 kg et est en rythme c’est une supergéante (Ex Betelgeuse)

Si sa mc est < 2,8.1030 kg et est en rythme c’est une naine blanche, de masse volumique # 1010 kg/m3

Si l'étoile a une masse comprise entre 2,8.1030 (dite masse de Chandrasekhar) et 6.1030 kg (dite masse de L.O.V) et est en rythme A : c’est une étoile à neutrons (diamètre de quelques kilomètres)

Si 2,8.1030 (masse de Chandrasekhar) < mc < 6.1030 kg (masse de L.O.V) avec rythme C c'est une supernova

Si 2,8.030 (masse de Chandrasekhar) < mc < 6.1030 kg (masse de L.O.V) et est en rythme D avec une grande vitesse de rotation, c’est un pulsar

Si sa mc> 3.1030 kg et est en rythme c’est un quasar , puis ultérieurement un trou noir stellaire

Exemple de quasar :  3C345 de Hercule est à ≈ 1025 m et a une vitesse radiale proche de c

-exemple d'une référence d'étoile

Avec les divers symboles définis ci-dessus, l'appellation d'une étoile quelconque peut être par exemple (ω.Dra. B.1. 6,05. naine) ce qui signifie:

ω est la place de l'étoile dans la constellation du Dra(Dragon), B est sa classe spectrale, atténuée de type 1, sa magnitude est 6,05 et sa famille est naine

-classement général des étoiles

Si -sous forme d’abaque- on superpose la classe spectrale (2° symbole dans l'appellation) et la magnitude (autre caractéristique stellaire), on obtient le diagramme de Hertzsprung-Russel, classificateur des étoiles sous forme d’abaque

 

REACTIONS CHIMIQUES STELLAIRES

Les réactions usuelles sont -dans les étoiles- du genre fusion nucléaire, aux températures de 107 à 8 degrés K, comme :

21H + 21H >>> 32He + n  ou >>> 32He + p (avec excédent d’énergie provenant de la perte de masse entre les éléments initiaux et finaux)

Et également la résonance stellaire où le 8Be et le 4He entrent en résonance pour produire du 12C

Fusion dans les étoiles

Le cycle de l’hydrogène est le phénomène de fusion des noyaux de H² qui, dans des réactions en série, produisent des noyaux d’hélium (dans les étoiles, on le nomme cycle de Bethe)

Les réactions sont du genre 4 1H + électrons >>>> 4He + 2 neutrinos

Divers corps légers (Be, Li, B, C, N) sont formés dans les réactions intermédiaires et jouent le rôle de catalyseurs

 

REACTIONS MAGNETIQUES STELLAIRES

Les étoiles présentent toutes un champ magnétique (10-2 Tesla pour le soleil, jusqu'à 1011 Teslas pour un magnétar, qui est une étoile à neutrons, émettant d'ailleurs en même temps des rayons X et gamma, à raison de plusieurs centaines d'émissions par heure

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES des ETOILES

-la masse volumique (dite souvent à tort "densité")

Elle va de 102 à 1018 kg/m3 (1,4.103 pour le soleil et 1018 pour étoile à quarks)

-taille des étoiles

Les diamètres des étoiles vont approximativement de 107 à 1011 m. (dont # 109 m pour le soleil)

-parallaxe d’une étoile 

C’est l’angle de "vue" d’un demi grand-axe de l’orbite terrestre depuis cette étoile .

On atteint la milliseconde d’arc dans les mesures actuelles de parallaxe

-distances des étoiles par rapport à la Terre

Distances moyennes par rapport à la Terre --exprimées en mètre(m) ou en unité astronomique(u.a) ou en année-lumière(a-l)

-soleil = 1,5.1011m, ou 1 u.a, ou 1,5.10-5al

-étoile à exoplanète discernable = 1,5.1017 m, ou 106 u.a, ou 1,5.10 a-l

toile au centre de la voie lactée = 2.10 20m., ou # 10 9u.a, ou 2.104a-l

-étoile d'une constellation proche = 1,5.1022m, ou 10 11u.a, ou 1,5.106a-l (cas d'Andromède)

-étoile aux limites de l'univers = 1,5.10 26m, ou 10 15u.a, ou 1,5.1010a-l

NAISSANCE, VIE et DISPARITION d'une ÉTOILE

-naissance

Les nuages de poussières et de gaz  de l'espace sont l'objet de turbulences qui, dès lors qu'elles atteignent une certaine vitesse (200 m/s environ) causent une onde de choc génératrice de concentration de matière, sous forme de filaments de 3.1015 m. de largeur

Sous l'effet de la gravitation, il y a alors un échauffement, lui-même générateur d'une fusion de l'hydrogène, créant de l'hélium, pour apparition d'une étoile

Par la suite, des corps simples de plus en plus lourds sont créés, jusqu'au fer qui est le stade d'une stabilisation (car sa fusion consonne de l'énergie au lieu d'en apporter)

Dans les étoiles, il n'y a que 2% d'éléments lourds (contre 70% de H² et 28% de He)

Beaucoup plus tard, il y a concentration, échauffement jusqu'à 1011 degrés, puis éclatement de l'étoile, ce qui entraîne l'explosion et l'apparition de corps lourds (qui constitueront alors d'autres types d'astres)

-durée de vie d'une étoile en moyenne,  109 à 11 années

-dégénérescence stellaire

Dans certaines étoiles, la dégénérescence est la dégradation de l’état gazeux usuel vers une forme nouvelle, s'éloignant fort de la texture d'un gaz parfait.

La température de dégénérescence est :

T = (h².h*v2/3) / 2.m.k

où T(K)= dégénérescence

h(J-s)= constante de Planck (6,62606876.10-34 J-s)

h*v(particules/m3)= concentration moyenne particulaire volumique

m(kg)= masse des particules

k(J/K)= constante de Boltzmann (1,3806703. 10-23 J / K)

La pression de dégénérescence (p) est :

p = k.S.T.(h*v)5/3 mêmes notations et S(m²) a les dimensions d’une surface

 

TEMPÉRATURE et COULEUR des ÉTOILES

Leur température de surface va de 2.500 à 100.000° K (photosphère du soleil = 5700° K)

Leur température interne va de 106 à 8 K (par exemple soleil 5.106 en zone radiative et 2.107 en zone du noyau)

Leur couleur est fonction de la température de surface (comme tous les corps connus), donc :

-Aux environs de 1000° (et même beaucoup moins) : naines brunes

-Aux environs de 3000° : rouge (Antarès, Bételgeuse...)

-Aux environs de 4700° : jaune (Soleil 5800°)

-Aux environs de 6200° : vert (Sirius...)

-A partir de 9000°: bleu (Véga, Rigel...)

-A très haute température: naines blanches

 

GROUPES d'ETOILES (AMAS, GALAXIES, NEBULEUSES)

Voir chapître spécial

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-fusion nucléaire dans les étoiles

 

PRINCIPE de la FUSION NUCLÉAIRE

Les noyaux des corps de faible numéro atomique(Z< 60) ont des énergies de liaison qui vont en croissant en fonction de Z, donc on récupère de l'énergie quand on les transmute en créant des corps selon un mode allant vers une augmentation de Z dans la classification de Mendéléiev.

Cette énergie est exprimée lors du phénomène de fusion de noyaux atomiques légers (à des températures > 108 degrés)

L'excédent d'énergie provient de la perte de masse entre les éléments initiaux et les éléments finaux.

 

 

DANS LES ETOILES

 

La fusion nucléaire a lieu sous les formes suivantes :

-le cycle de l’hydrogène c'est le phénomène de fusion des noyaux de H² qui, dans des réactions en série, produisent des noyaux d’hélium (on le nomme cycle de Bethe)

Les réactions sont du genre 4 1H + électrons >>>> 4He + 2 neutrinos γ

Divers corps légers (Be, Li, B, C, N) sont formés dans les réactions intermédiaires et jouent le rôle de catalyseurs

-le cycle C.N.O (carbone-azote-oxygène)

136C >>>donnant 147N + p + γ >>> puis donnant  158O + p >>> puis donnant 157N + e+ + n >>> puis donnant :

a))soit 168O + p +  γ >>> qui donne 179F + p + γ >>> et qui donne 178O + e+ + n >>> redonnant 147N + p + α pour revenir au départ

b))soit 126C + p + α >>>donnant 137N + p + γ >>> redonnant 136C + e+ + n pour revenir au point de départ

Tout ceci avec émissions énergétiques

-le cycle C.N (carbone-azote)

126C + p donnant >>> 137N + β+ donnant >>> 136C + e+ + n qui, avec + p >> donne 158O + β+ >>> donnant 157N qui, avec + p >>> donne 126C + 42He

La récupération de 126C en fin de cycle, permet de recommencer le cycle (mais avec une température > 1010 K)

 

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