Chapitre 1 ● La matière, dans l'espace et dans l'univers.
Le livre du professeur • Physique-Chimie • 4e
Document(s)
› Doc.1: Présentation de la provenance de l’hypothèse du Big Bang et de la recherche de lois universelles expliquant l’origine de
la matière.
›
Doc.2: Représentation graphique du Big Bang de l’ination initiale à l’époque présente.
› Doc.3: Image de disque proto-planétaire du radiotélescope ALMA et texte détaillant le processus supposé de formation d’un
système planétaire.
Pour répondre à la problématique
Les élèves vont trouver dans les documents des éléments de réponse adaptés au niveau de milieu de cycle: l’ancienneté approxi-
mative des évènements ayant conduit à l’Univers et au système solaire connu aujourd’hui, et les dynamiques ayant entrainé ces
évolutions.
Évolution de l'Univers et origines de la Terre
ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE
1
Liens avec le programme
BO Galaxies, évolution de l’Univers, formation du système solaire, âges géologiques.
Connaitre et comprendre l’origine de la matière.
Comprendre que la matière observable est partout de même nature et obéit aux mêmes lois.
La matière constituant la Terre et les étoiles.
› Les items du programme sont bien détaillés, dans le sous-thème «Décrire l’organisation de la matière dans l’Univers». Cette
première activité cible plusieurs d’entre eux de manière transparente, en posant des questions an de vérier que les élèves
se sont appropriés, à partir des documents, les informations les plus importantes.
› L'activité permet de travailler la compétence suivante du domaine 1:
COMPÉTENCE Lire et comprendre des documents scientiques pour en extraire des informations
Autres compétences possibles:
Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant un vocabulaire adapté
Maitriser les diérentes échelles spatiales
e p.
Questions supplémentaires
On pourra s’assurer que les élèves ont bien pris conscience de
l’origine de la théorie du Big Bang en leur demandant:
1. L’hypothèse du bigbang s’est imposée comme étant la plus
sérieuse car elle est compatible avec deux faits établis
inexplicables autrement. Quels sont ces faits?
Réponse: Les grands ensembles de matière s’éloignent les uns des
autres; on peut observer un fond dius cosmologique, qui serait la
première lumière émise par l’Univers.
Présentation
Le but de l’activité est d’amener les élèves
à comprendre que l’Univers ou le système
solaire actuels sont le fruit d’un processus et
ont antérieurement été très diérents.
Temps prévu
› Temps total: 25 min
· Présentation de la situation déclenchante et découverte des documents: 5 min
· Étude des documents et synthèse: 10 min
· Mise en commun, discussion et institutionnalisation: 10 min
1. L’Univers est âgé d’environ 13,7 milliards d’années et le Soleil et ses planètes d’environ 4,6 milliards d’années.
2. Si la Terre a mis environ 100 millions d’années à trouver sa taille dénitive et son orbite stable alors cela représente
100 000 000 × 100
4 600 000 000 = 2% de son âge.
3. La matière qui forme les étoiles, planètes et êtres vivants provient des débris d’explosion d’étoiles mêlés à un
nuage d’hydrogène formant ce qu’on appelle une nébuleuse. Cependant la matière de cette nébuleuse vient du
Big Bang, tandis que la matière de l’étoile vient elle d’une autre nébuleuse devenue étoile. En dénitive, toute la
matière que nous observons vient du Big Bang, car toutes les nébuleuses proviennent de lui.
4. En observant les nébuleuses lointaines on
apprend comment notre système solaire s’est
sans doute formé il y a 4,6milliards d’années:
la gravitation entraine la contraction d’une
nébuleuse en un disque dont le centre devient
une nouvelle étoile et le pourtour, scindé en
plusieurs anneaux, donne les planètes.
Synthèse
Exploration et analyse des documents
✔