2/ Où pourrait-on aller dans l`Univers

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