5e · Chapitre 11
Voyage du Big Bang au système solaire, compare les distances immenses et mesure la Terre-Lune comme un astronome.
La lumière ne se propage pas instantanément : elle parcourt 300 000 km chaque seconde. Plus un astre est lointain, plus sa lumière a mis de temps à nous parvenir — nous le voyons donc tel qu’il était autrefois.
Ouvrir l’animationLes huit planètes tournent autour du Soleil dans le même sens. Plus une planète est éloignée, plus son orbite est longue et plus elle se déplace lentement : sa révolution dure donc bien plus d’une année terrestre.
Ouvrir l’animationLes quatre planètes proches du Soleil — Mercure, Mars, Vénus, la Terre — sont petites et rocheuses; les quatre lointaines — Neptune, Uranus, Saturne, Jupiter — sont des géantes gazeuses. Il faut aligner 11 Terres pour traverser Jupiter, et 109 pour traverser le Soleil. Le Soleil n’est pourtant qu’une étoile moyenne : les plus grandes étoiles connues sont près de mille fois plus larges que lui. Et certains trous noirs sont plus grands encore : l’horizon de M87* engloberait tout le système solaire.
Ouvrir l’animationUne même distance peut s’écrire en kilomètres, en unités astronomiques ou en années-lumière. On garde la plus grande unité qui donne encore un nombre au moins égal à 1 : le kilomètre sur Terre et jusqu’à la Lune (Paris–Marseille : 660 km; Terre–Lune : 384 400 km), l’unité astronomique dans le système solaire (Soleil–Neptune : 30 UA), l’année-lumière au-delà (Proxima du Centaure : 4,2 a.l.; Andromède : 2,5 millions d’a.l.; le bord de l’Univers observable : 46 milliards d’a.l.).
Ouvrir l’animationLa lumière parcourt environ 300 000 km en une seconde. Une impulsion laser envoyée sur un réflecteur déposé par les missions Apollo revient au bout de 2,56 s : elle a parcouru 300 000 × 2,56 = 768 000 km, aller et retour. La Lune est à la moitié de ce chemin, à environ 384 000 km.
Ouvrir l’animationL'Univers est organisé en niveaux emboîtés : la Terre fait partie du Système solaire, lui-même dans une galaxie, la Voie lactée, parmi des milliards d'autres. Comme les distances sont gigantesques, on change d'unité selon l'échelle.
Ensemble de tout ce qui existe : matière, lumière, espace et temps.
Immense ensemble d'étoiles, de gaz et de poussières liés entre eux.
Astre qui produit lui-même sa propre lumière.
Astre qui tourne autour d'une étoile et qui ne produit pas sa lumière (il la reçoit).
Astre qui tourne autour d'une planète.
Le Soleil et tous les objets qui gravitent autour de lui.
Distance parcourue par la lumière en une année.
Valeur arrondie à la puissance de 10 la plus proche pour comparer des tailles.
Étoile, planète, satellite naturel ou astéroïde : on nomme d'abord ce que l'on observe.
La Lune tourne autour de la Terre; la Terre et les autres planètes tournent autour du Soleil.
Le km près de la Terre, l'UA dans le Système solaire, l'année-lumière entre les étoiles.
On passe d'un niveau au suivant : Terre → Système solaire → galaxie → Univers.
Le point clé : l'Univers est fait de niveaux emboîtés. Plus on monte d'un niveau, plus les distances sont grandes, donc plus l'unité doit être grande : on passe du km à l'UA (distance Terre-Soleil), puis à l'année-lumière entre les étoiles.
Attention au piège : l'année-lumière mesure une distance, pas une durée. Voir une étoile à 4 années-lumière, c'est la voir telle qu'elle était il y a 4 ans, car sa lumière a mis 4 ans pour nous parvenir.
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