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Nouvelle définition de l'unité astronomique : 149 597 870 70
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Astroclick Index du Forum » Les théories scientifiques » Nouvelle définition de l'unité astronomique : 149 597 870 70
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André
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 Message Posté le: Mer 26 Sep 2012 12:25 am    Sujet du message: Nouvelle définition de l'unité astronomique : 149 597 870 70
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Nouvelle définition de l'unité astronomique : 149 597 870 700 mètres exactement

Salut à tous



Lors de son assemblée générale tenue à Pékin, du 20 au 31 août 2012, l'Union astronomique internationale (UAI) a adopté une nouvelle définition de l'unité astronomique, unité de longueur utilisée par les astronomes du monde entier pour exprimer les dimensions du Système solaire et de l'Univers.

La décision résulte en particulier de discussions menées en 2010 et 2011 dans le cadre des Journées "Systèmes de référence spatio-temporels", une rencontre scientifique internationale organisée à l'initiative d'astronomes du département Systèmes de référence Temps-Espace - SYRTE [1] à l'Observatoire de Paris.

La résolution redéfinissant l'unité astronomique a été proposée à l'UAI par le Groupe de travail de l'UAI "Numerical Standards for Fundamental Astronomy" ("Valeurs numériques pour les constantes de l'astronomie fondamentale") dans lequel des chercheurs de l'Observatoire de Paris ont joué un rôle majeur.

L'unité astronomique - abrégée par au - est approximativement égale à la distance Terre-Soleil.

Elle est bien connue des chercheurs professionnels, des amateurs et même du grand public pour exprimer les distances astronomiques, en particulier dans le Système solaire.

La définition qui était en vigueur jusqu'à présent reposait sur une expression mathématique impliquant la masse du Soleil (MS), la durée du jour (D) et une constante k (dite de Gauss) dont la valeur numérique était fixée conventionnellement.

Fondée sur un concept newtonien, son but original était de permettre de donner des valeurs exactes de distances relatives dans le Système solaire à une époque où il n'était pas possible d'estimer des distances en mètres avec une grande précision.

Or, l'exactitude des mesures modernes de distances au sein du Système solaire a rendu inutile l'utilisation de cette démarche.

Par ailleurs, jusqu'ici, sa valeur en mètres était déterminée expérimentalement de sorte qu'elle dépendait des modèles et des observations utilisées, ainsi que du système de référence choisi.

Cette valeur était utilisée pour déduire celle en unités SI (Système international d'unités) du paramètre de masse solaire [2], qui n'était ainsi déterminée que de façon indirecte.

Or, l'astronomie dynamique contemporaine exige de se placer dans le cadre de la relativité générale et d'utiliser un ensemble cohérent d'unités et de constantes.

La définition de l'unité astronomique nécessitait donc une révision. C'est chose faite avec la Résolution UAI 2012 B2 qui a été adoptée officiellement le 30 août 2012.

L'unité astronomique est désormais définie comme égale à 149 597 870 700 mètres exactement, valeur conventionnelle choisie pour être compatible avec celle du système de constantes astronomiques en vigueur depuis 2009.

Avec cette définition, le paramètre de masse solaire devient une grandeur à déterminer expérimentalement, ce qui donne un accès direct à la mesure de ses variations liées aux variations de masse de notre étoile.

L'unité astronomique étant d'usage courant en astronomie, cette résolution concerne l'ensemble des sciences de l'Univers.

Toutefois, ce changement concerne principalement le domaine de la dynamique de haute précision du Système solaire.

En effet, bien que l'unité astronomique définisse le parsec [3], autre unité utilisée par les astronomes pour exprimer les distances dans l'Univers, la différence relative entre les deux définitions (ancienne et nouvelle) ne dépasse pas 10-10.

Autrement dit : un dix-milliardième ou 0,000 000 01 %. Le choix de la valeur numérique de l'unité astronomique a été effectué par les spécialistes afin de garantir la continuité des références.

Bien que cette nouvelle définition n'aura pas d'effet significatif, compte tenu des erreurs relatives des distances cosmiques en dehors du Système solaire, les astronomes du monde entier disposent maintenant d'une unité parfaitement définie, cohérente avec la relativité générale et directement rattachée au Système international d'unités (SI) via le mètre.

Pour en savoir plus :

- Le texte de la résolution est disponible en français sur cette page : http://syrte.obspm.fr/IAU_resolutions/IAUResol_2012.html

- Le site de l'IAU http://www.iau.org/

- Le site du groupe de travail de l'IAU "Valeurs numériques pour les constantes de l'astronomie fondamentale" : http://maia.usno.navy.mil/NSFA/NSFA_contacts.html

- Le site des Journées "Systèmes de référence spatio-temporels" http://syrte.obspm.fr/jsr/historyJSR.html

Notes :

[1] Le SYRTE est un département de l'Observatoire de Paris et une unité mixte de recherche (UMR 8630)

[2] La valeur numérique du paramètre de masse solaire (produit de la masse du Soleil MS par la constante G de la gravitation) se déduisait de la valeur de l'unité astronomique en mètres, A, par la formule GMS = A3k2/D2.

[3] Le parsec est défini comme étant la distance à laquelle une unité astronomique sous-tend un angle d'une seconde de degré (environ 206 265 au).

Lien connexe : Communiqué de Presse de l'Observatoire de Paris - 61 avenue de l'Observatoire - 75014 Paris – France http://www.obspm.fr/actual/nouvelle/sep12/CP-UA.pdf

Résolution UAI 2012 B2: Version française

Proposée par le Groupe de travail UAI sur les « Standards numériques en Astronomie fondamentale »

Soutenue par la Division I

Re-définition de l'unité astronomique de longueur


La XXVIIIe Assemblée générale de l'Union astronomique internationale,

Notant

1. que le Système UAI 1976 de constantes astronomiques de l'Union astronomique internationale précise les unités pour la dynamique du système solaire, comprenant le jour (D=86400 s), la masse du Soleil, MS, et l'unité astronomique de longueur, ou unité astronomique, dont la définition [i] est fondée sur la valeur de la constante de Gauss,

2. que le but de la définition de l'unité astronomique était de donner des valeurs exactes des distances relatives dans le système solaire à une époque où il n'était pas possible d'estimer des distances avec une grande exactitude,

3. que, pour évaluer le paramètre de masse solaire, GMS, appelée précédemment constante héliocentrique de la gravitation, dans le Système International d'unités (SI) [ii], on utilise la constante de Gauss k, ainsi qu'une valeur de l'unité astronomique déterminée par l'observation,

4. que le Système UAI 2009 de constantes astronomiques (Résolution UAI 2009 B2) a conservé la définition UAI 1976 de l'unité astronomique, en définissant k comme une “constante auxiliaire de définition” avec comme valeur numérique celle qui est donnée par le Système UAI 1976 de constantes astronomiques,

5. que la valeur, compatible avec le Temps dynamique barycentrique (TDB), de l'unité astronomique donnée dans la Table 1 du Système UAI 2009 (149 597 870 700 m ± 3 m), est une moyenne (Pitjeva and Standish 2009) d'estimations récentes de l'unité astronomique définie par k,

6. que la valeur de GMS compatible avec TDB, donnée dans la Table 1 du Système UAI 2009, qui a été calculée en utilisant la valeur de l'unité astronomique ajustée sur les éphémérides DE421 (Folkner et al. 2008), est cohérente avec la valeur de l'unité astronomique de la Table 1 dans la limite des incertitudes estimées; et

Considérant

1. le besoin de disposer d'un ensemble cohérent d'unités et de valeurs numériques de constantes pour leur utilisation en astronomie dynamique moderne dans le cadre de la relativité générale [iii]

2. que l'exactitude des mesures modernes de distances rend inutile l'utilisation de distances relatives,

3. que les éphémérides planétaires modernes peuvent déterminer GMS directement en unités SI et que cette quantité peut varier avec le temps,

4. le besoin d'une unité de longueur qui est approximativement égale à la distance Terre-Soleil, et

5. que différents symboles sont actuellement en usage pour désigner l'unité astronomique,

Recommande

1. que l'unité astronomique soit re-définie comme une unité conventionnelle de longueur égale à 149 597 870 700 m exactement, selon la valeur adoptée dans la Résolution UAI 2009 B2,

2. que cette définition de l'unité astronomique soit utilisée avec toutes les échelles de temps telles que TCB, TDB, TCG et TT, etc.

3. que la constante de Gauss k soit supprimée du système de constantes astronomiques,

4. que la valeur du paramètre de masse solaire, GMS, soit déterminée en unités SI par l'observation, et

5. que le seul symbole “au” soit utilisé pour l'unité astronomique.

Références

- Capitaine, N., Guinot, B., Klioner, S., 2011, Proposal for the re-definition of the astronomical unit of length through a fixed relation to the SI metre, Proceedings of the Journées 2010 Systèmes de référence spatiotemporels, N. Capitaine (ed.), Observatoire de Paris, pp 20-23

- Fienga, A., Laskar, J., Morley, T., Manche, H. et al., 2009, INPOP08: a 4D-planetary ephemeris, A&A 507, 3, 1675

- Fienga, A., Laskar, J., Kuchynka, P., Manche, H., Desvignes, G., Gastineau, M., Cognard, I., Theureau, G., 2011, INPOP10a and its applications in fundamental physics, Celest. Mech. Dyn. Astr., Volume 111, on line edition (http://www.springerlink.com/content/0923-2958).

- Folkner, W.M., Williams, J.G., Boggs, D.H., 2008, Memorandum IOM 343R-08-003, Jet Propulsion Laboratory

- International Astronomical Union (IAU), Proceedings of the Sixteenth General Assembly," Transactions of the IAU, XVIB, p. 31, pp. 52-66, (1976)

- International Astronomical Union (IAU), Proceedings of the Twenty Seventh General Assembly," Transactions of the IAU, VXVIIB, p. 57, pp. 6: 55-70 (2010)

- Klioner, S., 2008, Relativistic scaling of astronomical quantities and the system of astronomical units, A&A 478, 951

- Klioner, S., Capitaine, N., Folkner, W., Guinot, B., Huang, T.-Y., Kopeikin, S. M., Pitjeva, E., Seidelmann P.K., Soffel, M., 2009, Units of relativistic time scales and associated quantities, in Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium, Volume 261, p. 79-84

- Luzum, B., Capitaine, N., Fienga, A., Folkner, W., Fukushima, T., Hilton. J., Hohenkerk, C., Krasinsky, G., Petit, G., Pitjeva, E., Soffel, M., Wallace, P., 2011, The IAU 2009 system of astronomical constants: the report of the IAU working group on numerical standards for Fundamental Astronomy, Celest. Mech. Dyn. Astr., doi: 10.1007/s10569-011-9352-4

- Pitjeva, E.V. and Standish, E.M., 2009, Proposals for the masses of the three largest asteroids, the Moon-Earth mass ratio and the astronomical unit, Celest. Mech. Dyn. Astr., 103, 365, doi: 10.1007/s10569-009-9203-8

- Standish, E.M., 2004, The Astronomical Unit now, in Transits of Venus, New views of the Solar System and Galaxy, Proceedings of the IAU Colloquium 196, D. W. Kurtz ed., 163

Notes :

[i] La définition UAI 1976 est: « L'unité astronomique de longueur ou unité de distance (A) est la longueur pour laquelle la constante de Gauss (k) prend la valeur 0.017 202 098 95 quand les unités de mesure sont les unités astronomiques de longueur, de masse et de temps.

Les dimensions de k2 sont celles de la constante de la gravitation (G), c.-à-d.

L3M-1T-2 ».

Bien que cette définition soit la première définition officielle explicite de l'unité astronomique, l'utilisation de k pour définir l'unité astronomique a été en usage depuis le XIXè siècle avant
de devenir officielle en 1938.
[ii] en utilisant l'équation A3k2/D2=GMS , où A est l'unité astronomique,

D l'intervalle de temps de un jour, et k la constante de Gauss.

En relativité, une éphéméride du système solaire, pour laquelle l'unité astronomique est une unité utile, est une représentation coordonnée de la dynamique du système solaire.

Les unités SI sont introduites dans cette représentation coordonnée en utilisant les équations relativistes pour les photons et pour les corps massifs et en reliant les coordonnées de certains événements avec les quantités observées exprimées en unités SI.

La Source : SYRTE/Observatoire de Paris http://syrte.obspm.fr/IAU_resolutions/Res_UAI2012_B2_F.pdf

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Amicalement
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 Message Posté le: Jeu 27 Sep 2012 10:38 pm    Sujet du message: Nouvelle définition de l'unité astronomique : 149 597 870 70
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Bonne fin de journée;
il manque un zéro a ce chiffre, dans mon livre de 1982 intitulée:
Exploration of the Universe, de l'auteur George O. Abell, l'unité astronomique vaut:
1 UA = (1.495978707)(10)^(11) M = 149 597 870 700 mètres.

Surprised Surprenant pour un article récent, supposé être précis, de se faire corriger par un livre datant de vers 1982 Exclamation
_________________
Merci de votre attention et de votre intérêt
Pierre Jones-Savard
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