L'infiniment grand
Introduction
L’Univers dans lequel nous vivons contient des objets célestes extrêmement variés.
Quelle est l’histoire de notre Univers ? Que peut-on dire de notre planète ? De quoi est constitué notre système solaire ? Notre galaxie ? Comment mesurer les distances dans un espace aussi grand ?
Histoire de l'Univers
Il y a 13,7 milliards d’années, l’Univers était très petit et très dense, la matière telle que nous la connaissons n’existait pas.
L’Univers s’est alors étendu très rapidement : c’est le Big Bang.
Au bout d’une centaine de millions d’années, les premières étoiles et galaxies se forment.
Il y a 5 milliards d’années, à partir des débris d’une étoile morte des millions d’années auparavant, naquit le Soleil.
Il y a 4,5 milliards d’années, le système solaire est formé à partir des poussières et gaz éjectés par le Soleil lors de sa formation.
Il y a environ 4,4 milliards d’années, la Lune s’est formée à partir des débris du choc entre la Terre et une autre planète.
Il y a 3,5 milliards d'années, la vie apparaît sur Terre.
Il y a 2,5 millions d’années apparaissaient les premiers ancêtres de l’Homme.
Schématisation de l'histoire de l'univers
La Terre
Notre planète
La Terre, notre planète, est la troisième en partant du Soleil. C’est une planète rocheuse – ou tellurique – qui possède une atmosphère respirable.
Elle est inclinée actuellement de 23° par rapport au plan contenant le Soleil et les différentes planètes, ce qui provoque les saisons.
La Terre fait un tour de Soleil – une révolution – en 365,25 jours, ce qui fait des années de 365 jours et une année de 366 jours tous les 4 ans.
La trajectoire de la Terre autour du Soleil est une ellipse (un ovale) dont le rayon moyen est de 150 000 000 km.
La Terre tourne sur elle-même, créant une alternance entre jours et nuits. Elle effectue un tour sur elle-même en 24h.
Rotation de la Terre autour du Soleil
Le satellites
Définition
Un satellite est un corps tournant autour d’un autre.
La Terre possède des milliers de satellites artificiels (créés par l’Homme) et un satellite naturel : la Lune.
La Lune s’est formée environ 95 millions d’années après la Terre, alors que celle-ci était encore couverte roche à très haute température. Sa formation est due à l’expulsion de roches et de poussières en orbite de la Terre après que celle-ci ait été percutée par une planète naine.
La Lune tourne sur elle-même en 28 jours et autour de la Terre en 28 jours également, ce qui fait qu’elle présente toujours la même face à la Terre (face visible) et possède une face jamais observée depuis la Terre (face cachée).
Elle est en moyenne à 385 000 km de la Terre.
La Lune est responsable des marées car elle fait se soulever les océans.
Le système solaire
Le soleil
Définition
Le Soleil est une étoile, notre étoile, qui s’est formée il y a environ 5 milliards d’années.
C’est une étoile jaune, de taille moyenne, de température moyenne, et qui est au milieu de sa vie.
Le Soleil procure chaleur et lumière aux astres qui l’entourent.
L’étoile la plus proche du Soleil est alpha du Centaure, elle est à 4,4 années lumière.
Les différentes planètes
Huit planètes sont en orbite autour du Soleil : 4 rocheuses (ou telluriques) et 4 gazeuses, plus grandes.
Les 4 planètes rocheuses sont les plus proches du Soleil mais aussi les plus petites.
Les 4 planètes gazeuses sont plus éloignées mais beaucoup plus grosses.
Toutes ces planètes tournent autour du Soleil en décrivant une ellipse.
Dans les tableaux suivants, la Terre est prise comme référence :
Les différentes planètes du système solaire
Les autres corps
D’autres corps sont présents dans le système solaire :
des astéroïdes, très présents entre Mars et Jupiter
des comètes, faites de roche et glace, elles s’approchent très près du Soleil pour s’en éloigner grandement
de la poussière et des gaz
des planètes naines (dont font partie Pluton et Eris)
des sondes spatiales envoyées par les humains.
La galaxie
Définition
Une galaxie est un ensemble de plusieurs milliards d’étoiles.
Les galaxies peuvent avoir différentes formes : disque, anneau, spirale, boule.
Les galaxies possèdent en leur centre un noyau, composé d’un trou noir supermassif et de très grosses étoiles, plus rapprochées.
Notre galaxie est la Voie Lactée. Notre Soleil est situé plutôt en périphérie de la galaxie.
On peut voir la Voie Lactée par nuit claire : c’est une bande blanche, on voit notre galaxie par la tranche.
La galaxie la plus proche de la nôtre est la galaxie d’Andromède, qui se situe à 2 millions années lumière. Ce qui veut dire qu’on la voit telle qu’elle était il y a 2 millions d’années.
Les distances dans l'univers
Dans le système solaire
Les distances dans le système solaire sont assez grandes. Utiliser le mètre implique beaucoup de chiffres, ou l’utilisation de grandes puissances de 10.
Définition
Dans le système solaire, on change d’échelle et on fixe une nouvelle unité : l’unité astronomique (u.a.)
1 u.a. = 150 000 000 km, soit la distance entre la Terre et le Soleil.
Exemple
Par exemple, Mars se trouve à 228 000 000 km du Soleil.
La distance Soleil-Mars peut donc s’écrire :
Au delà du système solaire
Définition
Au-delà du système solaire, les distances sont encore plus grandes. On utilise alors une nouvelle unité pour les distances : l’année lumière (al).
Une année lumière c’est la distance parcourue par la lumière en une année terrestre.
Exemple
Par exemple, Alpha du Centaure se trouve à 4,367 al.
La distance entre le Soleil et Alpha du Centaure est donc :
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