1/ Comment mesurer l’immensité de l’Univers ? En posant le pied sur notre satellite le 21 juillet 1969, Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont déployé un panneau composé de 100 miroirs sur la mer de Tranquillité. Des observatoires comme celui de McDonald (Texas) envoient des faisceaux laser dans leur direction, puis mesurent la durée de l’aller-retour. On en déduit à 2 cm près la distance moyenne TerreLune : 384 403 km. Peut-on procéder de même pour mesurer la distance de tous les objets de l’Univers ? Si non, faites une petite synthèse sur les méthodes employées pour déterminer la distance entre des étoiles proches et la Terre. 2/ Où pourrait-on aller dans l’Univers ? Présentation du film « Le mal de Terre » Après avoir visité l’Univers et rencontré certains objets célestes qui le composent, posons-nous la question : « Où pourrait-on aller dans l’Univers ? » Sachant qu’une sonde spatiale, hors de la gravité terrestre, peut avoir une vitesse de 5000 km.h-1, répondre à la question en vous aidant des documents, en détaillant vos propos et présentant vos résultats sous une forme lisible et simple (schéma, graphique, tableau…) 3/ L’univers à portée de main Imaginons que la distance Terre-Mars soit de 1,0 cm ! A quelle distance se trouveraient les différents objets célestes étudiés précédemment ? Compléter le tableau ci-dessous. Corps céleste Mars Distances Terre-Corps céleste 1,0 cm Neptune Epsilon Eridani Andromède Si vous réalisiez une maquette présentant les différents corps célestes étudiés à l’échelle précédente et que vous vouliez montrer à vos camarades le déplacement du vaisseau pour aller de la Terre vers un de ces corps à la vitesse de la lumière, à quelle vitesse devriez-vous le déplacer sur la maquette ? A la vitesse d’un petit rongeur (environ 1,4 km/h) A la vitesse d’un escargot (environ 1,4 m/h) A la vitesse d’un escargot borgne et fiévreux ! (environ 14 cm/h) Document 1 : Distance Terre / corps céleste Corps céleste Mars Neptune Epsilon Eridani Andromède Planète Planète Exoplanète la plus proche Galaxie 78 millions de km 850 millions de km 10 al 2,6.106 al Type Distance de la Terre Document 2 : Les unités de distance astronomiques Une année-lumière, symbole a.l., anciennement année de lumière, est une unité de distance utilisée en astronomie. Une année-lumière est égale à la distance que parcourt la lumière dans le vide en l'espace d'une année. L'année-lumière s'utilise surtout en vulgarisation pour exprimer les distances interstellaires et intergalactiques, car cette unité est facilement accessible par le grand public en raison de sa définition, la distance parcourue par la lumière pendant le temps cité. Par exemple, Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Système solaire, se trouve à 4,22 années-lumière, la galaxie d'Andromède se situe à environ 2,5 millions d'années-lumière et le halo de la Voie lactée a un diamètre d'environ 100 000 années-lumière. Cependant, l'année-lumière est rarement utilisée par les astronomes professionnels qui lui préfèrent le parsec (symbole pc), unité issue d'une technique expérimentale de mesure de distance utilisant la parallaxe annuelle de l'étoile visée. Un parsec correspond à la distance de laquelle la terre et le soleil sont vus séparés par un angle d'une seconde d'arc. Il équivaut à environ 3,26 années-lumière. L'unité astronomique (symbole ua), basée sur la distance Terre-Soleil, est souvent utilisée, notamment pour les objets relativement proches (à l'échelle astronomique). Une unité astronomique équivaut à environ 8,32 minutes-lumière et une année-lumière vaut 63 241,077 ua. Grille d’auto-évaluation Capacités travaillées Restituer des connaissances Exploiter une relation Utiliser la calculatrice Convertir les unités Critères de Réussite Je connais La valeur de la vitesse de la lumière dans le vide La définition de l’année lumière Je connais La relation qui relie la vitesse de propagation de la lumière, la distance parcourue par la lumière et la durée de parcours Je suis capable D’exprimer la distance en fonction de la vitesse et de la durée D’exprimer la durée en fonction de la vitesse et de la distance Je suis capable De réaliser une application numérique Je suis capable De réaliser des conversions d’unité de distance De réaliser des conversions d’unité de durée Exprimer un résultat Interpréter des résultats Je suis capable D’exprimer un résultat en puissance de 10 Je suis capable A partir des résultats obtenus de me rendre compte de l’immensité de l’Univers et de délimiter une région de l’espace qui nous sera accessible avec les moyens actuels… Oui Non