Chapitre 10 : ASTRONOMIE Thème 1 : La Terre. La Terre est

Chapitre 10 : ASTRONOMIE
Thème 1 : La Terre.
La Terre est animée de deux mouvements principaux:
- Un mouvement de rotation sur elle – même autour de l’axe des pôles en 23h56min dans un repère lié
aux étoiles lointaines (24h en moyenne ds un repère lié au Soleil)
- Un mouvement de révolution autour du Soleil dans un plan appelé plan de l’écliptique en 365.25
jours environ. Ce mouvement, compte tenu de l ‘inclinaison de l’axe Nord-Sud par rapport à
l’écliptique, est à l’origine du phénomène des saisons.
L’idée de Terre sphérique ne s’est imposée qu’au Ve siècle avec les travaux de Parménide, ancien élève de
Pythagore. Au IIIe siècle Av JC, Erastothène réalise la 1ere mesure du rayon de la Terre.
L’axe Nord-Sud fait un angle voisin de 23° avec la
perpendiculaire au plan de l’écliptique.
La journée : Le Soleil culmine plein Sud vers midi.
La nuit : les étoiles semblent tourner autour de
l’étoile Polaire (qui n’est autre qu’une planète :
Vénus)
La constellation de la Grande Ourse semble animée
d’un mvt circulaire autour d’un point qui reste fixe :
l’étoile Polaire située à l’extrémité de la
constellation de la Petite Ourse.  mvt de
révolution autour de l’étoile Polaire ds l’hémisphère
Nord.
A l’échelle de l’univers, le Soleil est entraîné à très
grande vitesse autour du centre de la Galaxie. Le
Soleil éclaire en permanence une moitié de la Terre.
L’autre moitié est ds l’ombre. La Terre tourne ds le
sens inverse des aiguilles d’une montre.
Jusqu’à Nicolas Copernic, le modèle appelé système de Ptolémée (ou modèle géocentrique) où la Terre est
considéré comme le centre du monde, était utilisé comme référence scientifique.
En 1543, Copernic (1473-1543) propose un modèle héliocentrique. C’est le Soleil qui occupe le centre 
Conflits religieux. C’est une révolution scientifique. Galilée (1564-1642) convaincu par Copernic se
retrouve en procès avec l’Eglise. Il faut attendre les travaux de Newton (1642-1727) et l’expérience
historique de pendule de Foucault en 1851 pour réfuter définitivement l’hypothèse d’une Terre immobile au
centre du monde, et voir adopter le modèle de Copernic.

Les fuseaux horaires :
L’heure du méridien de Greenwich est prise comme référence scientifique internationale : c’est le temps
universel (TU) souvent évoqué dans les calendriers.
Plusieurs définitions du jour :
Un jour correspond au temps qu’il faut à la Terre pour faire un tour autour de son axe. Selon le repère que
l’on considère, on peut envisager de définir le jour de plusieurs façons :
- Le jour solaire vrai : C’est l’intervalle de temps qui sépare 2 passages successifs du Soleil des la
même direction. Mais, le mouvement apparent du Soleil n’est pas régulier en raison de la variation
de la vitesse de révolution de la Terre autour du Soleil. L’écart entre le jour solaire vrai le + court et
le + long est d’environ 50secondes. On définit alors le jour solaire moyen à 24heures. Divisé en
86400 parties égales il donne la seconde. On utilise donc ici un repère centré sur le Soleil.
- Le jour sidéral : Si le repère choisi fait
référence aux étoiles lointaines, on définit le
jour sidéral comme l’intervalle de temps qui
sépare deux passages consécutifs d’une
même étoile (autre que le Soleil) ds une
même direction. Le jour ainsi défini a une
valeur constante de 23h56minutes. L’écart de
4 minutes entre le jour solaire moyen et le
jour sidéral est lié au déplacement de la Terre
autour du Soleil.
L’année des saisons.
La trajectoire apparente du Soleil se modifie au cours des saisons et la durée de la journée varie. En Europe
les évolutions sont les suivantes.
- Au solstice d’hiver (21 ou 22 décembre), la trajectoire est la plus courte, le Soleil se lève au sud-est
et se couche au sud-ouest. C’est la journée la + courte.
- Aux équinoxes de printemps et d’automne, le Soleil se lève exactement à l’est et se couche
exactement à l’ouest.
- Au solstice d’été, la trajectoire est la plus longue, le Soleil se lève au nord-est et se couche au nord-
ouest.

L’inclinaison des rayons solaires varie au fil des saisons. En hiver la même quantité d’énergie reçue du
Soleil se répartit sur une surface plus grande qu’en été ; le réchauffement du sol et de l’air est moins
important.
La Terre se déplace autour du Soleil dans le plan de l’écliptique. Elle décrit une trajectoire elliptique voisine
d’une cercle : lorsque la Terre est qu plus près du Soleil (au périhélie début janvier), la distance Terre Soleil
est voisine de 147 millions de kilomètres ; elle vaut 152 millions de kilomètres (aphélie) début juillet quand
elle atteint sa valeur maximale. L’importance des écarts de distance est assez minime en réalité (3%)
Au cours de son mvt de révolution autour du Soleil, l’axe de rotation de la Terre reste en permanence
orienté vers l’étoile Polaire. Cet axe n’est pas perpendiculaire au plan de l’écliptique, il fait un angle voisin
de 23° ave la perpendiculaire à ce plan. Cette inclinaison est la cause de toutes les évolutions observables au
cours de l’année : évolution du mvt apparent du Soleil, inégalité de durée des journées et des nuits, variation
de l’inclinaison des rayons, évolution des températures.
Le calendrier : le temps des astres :
Jour solaire moyen : 24heures
Lunaison : durée moyenne entre deux phases identiques de la Lune : 29j 12h 44min 33s soit 29.5j environ.
Année tropique : durée moyenne de l’année des saisons : 365j 5h 48min 46s ou 365.2422j
Le calendrier grégorien est réglé sur l’année tropique.
Le calendrier musulman est lunaire
Le calendrier israélite est luni-solaire

Thème 2 : Le système solaire.
Le cycle de la lune.
Les aspects de la lune se succèdent avec régularité,
selon un cycle d’environ 29.5 jours, appelé
lunaison.
Un nouveau cycle commence avec la nouvelle lune
(noire). La lune nous présente toujours la même
face.
A chaque instant, une moitié de la lune est éclairée
par le soleil, sauf en cas d’éclipse. Mais la lune
tournant autour de la Terre, un observateur terrestre
ne voit pas toujours entièrement cette zone
éclairée, il n’en voit qu’une partie ne présentant
pas tjrs le même aspect : ce sont les phases de la
Lune vue de la Terre.
Le plan de l’orbite de la Lune fait un angle
d’environ 6° avec le plan de l’écliptique.
La durée d’un cycle lunaire est liée à la période de
révolution de la Lune autour de la Terre. Dans un
repère lié aux étoiles (sidéral), cette période est
égale à 27.3 jours (révolution sidérale). La durée de
la Lunaison (ou durée de révolution synodique),
vaut 29.5 jours. La durée est supérieure car durant
la lunaison, la Terre s’est déplacée autour du Soleil
d’environ 1/12e de tour. La lune doit donc effectuer
1/12e de tour supplémentaire pour retrouver une
même phase.
La lune nous présente tjrs la même phase car elle
fait un tour sur elle-même dans le même temps que
celui nécessaire à une révolution autour de la
Terre : sa période de rotation est égale à sa période
de révolution.
Le système solaire est l’ensemble constitué par l’étoile Soleil et tous les astres qui se trouvent ds son champ
de gravitation : planètes, anneaux de planètes, satellites, astéroïdes, comètes.
La distance des planètes au Soleil est exprimée en millions de kilomètres (Mkm) et en unité astronomique
(ua) (l’unité astronomique est égale à 150 millions de kilomètres, soit la distance moyenne Terre-Soleil)
Ordre des planètes de la plus proche à la plus éloignée du Soleil :
Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.
(Mon Vieux, Tu M'as Jeté Sur Une Navette)

Thème 3 : L’Univers.
La voie lactée est un immense
regroupement compose d’environ 200
milliards d’étoiles et de gaz. De forme
spirale, renflée en son centre, elle
comporte plusieurs bras et le Soleil y
occupe une position intermédiaire à
environ 30000 années-lumière du centre
galactique.
L’Union astronomique internationale (UAI) a décidé en 1925 d’un découpage unique de la sphère céleste en
88 constellations aux frontières définitivement fixées et d’une nomenclature commune (issue du latin). Les
étoiles d’une constellation sont ensuite rangées selon leur luminosité en utilisant l’alphabet grec.
Ex : la grande ourse : Ursa Major (UMa) et son étoile la plus brillante Dubhe est appelée αUMa.
On distingue des constellations particulières : les constellations du zodiaque qui se suivent sur une bande de
la sphère céleste entourant l’écliptique.
Evolution de l’Univers :
L’hypothèse du Big Bang admise par la grande majorité des astronomes, propose une naissance de
l’Univers dans une formidable explosion initiale (il a environ 15 milliards d’années). Depuis ce temps la
matière se serait progressivement organisée et l’Univers serait en expansion ds toutes les directions. Deux
scénarios sont possibles : soit son expansion qui a suivi le Big Bang se poursuivra indéfiniment, soit elle
s’arrêtera à un moment donné pour entamer une phase de contraction qui s’achèvera en Big Crash. La
validité de l’une ou l’autre de ces hypothèses dépend de la densité de l’univers non encore connues des
astronomes.