École de Cosmologie VII
Mécanismes non linéaires

Dynamique des fluides et formation des structures

Romain TEYSSIER
CEA/DAPNIA/SAp - Saclay

La description précise de l'évolution thermo-dynamique du plasma cosmologique est essentielle à notre compréhension des objets cosmiques qui nous entourent, comme les galaxies et les amas de galaxies. En première approximation, la dynamique de ce fluide auto gravitant et fortement collisionnel se décrit à l'aide des équations d'Euler. La non linéarité de ces équations sera mis en évidence, ainsi que l'apparition d'ondes complexes telles que les chocs et les ondes de raréfaction. La résolution numérique de ces équations, à l'aide de la méthode de Godunov, sera décrite. En deuxième approximation, il est nécessaire de tenir compte des écarts à  l'équilibre thermodynamique local. Les équations d'Euler doivent alors être complétées par des termes sources non linéaires, tels que la diffusion thermique, l'équipartition électrons-ions et les pertes radiatives. Nous montrerons enfin comment il est possible de décrire la physique du gaz cosmologique à l'aide d'un modèle analytique simple, appelé "modèle de halo", et qui permet de décrire les amas et les galaxies comme autant de halos en équilibre dynamique.

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