Seconde_Thème 1_L’UNIVERS
chapitre 1_Présentation de l’Univers
M.Meyniel 3/4
III. Vers l’infiniment grand : l’échelle cosmique (> 103 m).
1. De l’Homme à l’Univers.
Longtemps, l’Homme a cru être le centre de l’Univers en plaçant la Terre au centre du système
solaire. En fait, l’Homme habite sur Terre, une planète appartenant au système solaire comme …… autres.
a. Qu’y a-t-il dans le système solaire ?
b. Rappeler le nom de notre galaxie, amas d’étoiles « proches » du Soleil.
c. De quoi est alors constitué l’Univers ?
d. Représenter sur un axe fléché les 5 objets écrits en gras en précisant leur ordre de grandeur en mètre.
e. Dans une représentation à l’échelle, si le stade de France représente le système solaire, le Soleil serait
une tête d’épingle au centre. De même, les distances entre les galaxies sont très grandes comparées à
leur taille. Entre les objets, dans l’espace interstellaire, il y a essentiellement du vide.
Que peut-on faire entre le système solaire et le modèle de l’atome ? Justifier.
2. Une unité adaptée aux longueurs cosmiques : l’année de lumière. Cf Vidéo
Les distances rencontrées dans l’espace étant très grandes, il convient d’utiliser une unité plus
adaptée aux longueurs parcourues : on parle de l’année de lumière (al).
a. Comment se propage la lumière dans le vide ou dans un milieu homogène et transparent ?
b. A quelle vitesse va-t-elle dans le vide (ou dans l’air) ? Qu’est-ce qui peut aller plus vite ?
c. Donner la définition de l’année de lumière. Cette grandeur peut-elle varier ?
d. Calculer sa valeur dal en explicitant rigoureusement le calcul.
e. La Voie Lactée mesure DVL = 9,5.1017 km. Convertir cette dimension en année de lumière.
f. L’Univers possède un diamètre de dUnivers = 15.109 al. Convertir en mètre cette valeur.
g. La deuxième étoile la plus proche de la Terre, Proxima du Centaure, se trouve à 4,3 al de nous.
Combien la lumière émise par cette étoile met de temps pour nous parvenir ?
Quand on regarde cette l’étoile directement que voit-on donc en réalité ?
h. La galaxie d’Andromède est à 2,3.106 al de la Terre. Conclure.
Conclusion : L’Univers est constitué de galaxies qui sont constituées d’astres qui sont constituées de
molécules qui sont constituées d’atomes. La matière est donc constituée à partir d’atomes, éléments de base,
qui sont séparés par du vide. Avant de s’intéresser à l’atome, on va voir comment l’Homme s’est ingénié à
étudier les objets qu’il ne peut atteindre pour mettre en évidence l’unité structurale atomique de l’Univers.
Compétences exigibles
- Savoir que le remplissage de l’espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de
l’atome qu’à l’échelle cosmique.
- Connaître la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide (ou dans l’air).
- Connaître la définition de l’année-lumière et son intérêt.
- Expliquer l’expression : « voir loin, c’est voir dans le passé ».
- Utiliser les puissances de 10 dans l’évaluation des ordres de grandeur.