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TP n°2 – L’Univers
L’année de lumière
L'action se déroule en 2154 sur une des lunes d'une planète
géante gazeuse, dans le système Alpha Centauri. Alpha
Centauri est située à 4,36 années de lumière de la Terre. Cette
lune, nommée Faban, est l'un des treize satellites de Voluno.
Elle a été découverte en 2129 par la première expédition
interstellaire.
Chris Bouvol a été recruté pour mettre fin a un conflit entre
différents groupes industriels qui exploitent un minerai
rarissime destiné à résoudre la crise énergétique sur Terre.
Après un voyage de 6 ans, il arrive enfin sur Faban.
D'après SF : la science mène l'enquête de Roland Lehoucq.
Image de fiction
Réalité
Source : http://wwwassos.utc.fr/orion/ciel/CarteGlobale.php
Réalité
 Alpha Centauri ou Alpha du Centaure est un système de trois
étoiles très proches :
 Alpha Centauri A et Alpha Centauri B sont les deux étoiles
principales qui forment une étoile double, et Proxima Centauri
est une naine rouge beaucoup moins lumineuse, qui est l'étoile
la plus proche du Soleil.
Réaliser une démarche pour répondre aux questions suivantes en
faisant preuve d’esprit critique !
─ À votre avis, combien de temps mettraient en 2010 les
Terriens pour aller sur Faban ?
─ Les terriens arrivés sur Faban sont nostalgiques de la
Terre : ils regardent dans le ciel de Faban leur Soleil. À
votre avis, combien de temps a mis la lumière solaire
pour aller sur Faban ?
Quelques éléments de réponses
Après discussion, notre démarche fait apparaître 4 étapes :
Étape n°1 : calcul de la distance entre la Terre et Faban en
kilomètres à partir de la distance exprimer en année
de lumière.
Étape n°2 : calcul de la durée du voyage de la Terre à Faban en
2010 à l’aide d’un vaisseau spatial.
Étape n°3 : calcul de la durée mise par la lumière pour aller du
Soleil à Faban.
Étape n°4 : conclusion.
Pour réaliser nos calculs nous avons besoin de la relation (1) liant la
vitesse v d’un objet (en m.s-1) à la distance d (en m) qu’il parcourt
pendant la durée  (en s) :
V = d /  ou d = v×  ou  = d /v
Étape n°1 : calcul de la distance entre la Terre et Faban en kilomètres
à partir de la distance exprimer en année de lumière.
D’après les aides n°2 (définition de l’année de lumière) et n°1 (vitesse
de la lumière dans le vide), on exprime une année de lumière en km
grâce à la relation 1 :
d = c×  ; soit :
d = 299 792 458×365,25×24×3600 = 9,4607×1015 m = 9,4607×1012 km
Une année de lumière vaut 9,4607×1012 km, soit 1013 km ou 1016 m en
ordre de grandeur.
La distance entre la Terre et Faban est de 4,36 al, soit 4,12×1013 km.
En effet : 9,4607×1012×4,36 = 4,12×1013 km.
Étape n°2 : calcul de la durée du voyage de la Terre à Faban en 2010
à l’aide d’un vaisseau spatial.
D’après l’aide n°1 (vitesse d’une fusée en 2010) et la relation 1 on a :
 = d /v ; soit :
 = 4,12×1013 / 11 = 3,7×1015 s
= 3,7×1015 / (365,25×24×3600) = 1,2×105 ans
Le voyage de la Terre et Faban en 2010 prendrait 1,2×105 ans.
Étape n°3 : calcul de la durée mise par la lumière pour aller du Soleil
à Faban.
D’après la définition de l’année de lumière, pour parcourir la distance
du Soleil à Faban (qui exprimée en année de lumière est confondu
avec la distance Terre-Faban), la lumière mettra 4,36 années.
Étape n°4 : conclusion.
En 2010 avec la technologie actuelle, il nous faudrait 120 000 ans
pour aller sur Faban, ce qui est inconcevable ! De plus espérer aller
sur Faban en 2154 en 6 ans est aussi inconcevable ; cela vaudrait
dire qu’en 150 ans il faudrait mettre au point une technologie qui
permettrait de voyager environ 20 000 fois plus rapidement que
maintenant et surtout à 72% de la vitesse de la lumière !!!
Ce scénario est bien de la pure science fiction… Mais attention les
sciences peuvent nous réserver des surprises d’ici 2154…