description de l`univers

CHAPITRE 1
DESCRIPTION DE L’UNIVERS
PREREQUIS :
 4ème : propagation de la lumière dans certains milieux,
vitesse de la lumière dans le vide.
 3ème :
ACTIVITE : Où sommes-nous dans l’Univers ? (Bordas)
COURS : Description de l’Univers
I. Présentation de l’Univers
II. La lumière dans l’espace
TP 1 : La mesure des longueurs dans l’Univers (Ordinateur +
diaporama sur internet)

DESCRIPTION DE L’UNIVERS
L’Homme a de tout temps observé les astres afin de se situer dans l’Univers.
I. PRESENTATION DE L’UNIVERS :
L'univers s'étend de l'infiniment petit à l'infiniment grand, la référence étant la taille de l'homme dont
l'ordre de grandeur est le mètre.
 Dans l'infiniment petit on retiendra les structures telles que les atomes et les molécules, en
n'oubliant pas qu'il existe des objets encore plus petits tels que les particules élémentaires (proton,
neutron et électron).
 Dans l'infiniment grand on retiendra les étoiles (dont le Soleil fait partie), le système solaire
comportant, outre le Soleil, neuf planètes (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus,
Neptune et Pluton ainsi que les satellites de ces planètes, les astéroïdes et les comètes).
Les étoiles sont regroupées dans des galaxies (la galaxie dont fait partie le Soleil est la Galaxie).
Enfin il existe un très grand nombre de galaxies.
 Il existe une propriété commune aux structures infiniment petites et infiniment grandes. Il s'agit de
la structure lacunaire.
Dans une telle structure, la matière est assez bien localisée dans certaines régions de l'espace et
entre ces zones où se concentre la matière il règne le vide où le quasi vide.
Par exemple: Entre le noyau d'un atome et les électrons, il y a le vide. De même entre les galaxies il y
a le quasi vide.
II. LA LUMIERE DANS L’ESPACE :
1.1. Propagation de la lumière :
- La lumière issue des étoiles traverse l’espace et nous parvient.
- La lumière issue d’un laser traverse l’air, le verre et l’eau du cristallisoir et nous parvient.
- Par contre, elle ne traverse pas le carton.
La lumière se propage dans le vide et dans tous les milieux transparents et homogènes en ligne droite.
1.2. Le modèle du rayon lumineux :
On modélise le trajet suivi par la lumière entre deux points par des segments de droite orientés dans le sens
de la propagation. Ces segments sont appelés rayons lumineux.
1.3. Vitesse de la lumière :
La première mesure a été effectuée par l’astronome danois ROMER en 1676 à l’observatoire de Paris. C’est
une vitesse limite.
La vitesse de propagation de la lumière dans le vide, appelée aussi célérité de la lumière vaut :
c = 3,00.108 m.s-1
Dans les milieux transparents v  c. Dans l’air v  c

1.4. L’année de lumière :
Apprécier les dimensions entre les étoiles requiert une unité de distance appropriée, l’année de lumière.
L’année de lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année.
1 a.l. = 3,00.108x365,25x24x3600 ≈ 9,45.1015 m
1.5. « Voir loin, c’est voir dans le passé » :
La Nébuleuse d’Orion se situe à 1800 a.l. de la Terre ; la lumière provenant d’Orion que nous recevons
aujourd’hui sur Terre a donc mis 1800 ans pour nous parvenir.
Plus nous observons loin dans l’espace et plus nous regardons dans le passé.