(correction)correction. 1. les objets de l`univers (correction).

Seconde – Sciences Physiques et Chimiques Activité 1.1
1ère Partie : L’Univers – Chapitre 1 Correction
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Les objets de l’Univers (correction)
Pour décrire l’Univers qui nous entoure, il est nécessaire d’avoir une idée des dimensions relatives des objets
qui le constituent.
1. Classer les 12 objets du plus petit au plus grand.
2. Convertir toutes les longueurs suivantes en mètres.
3. Associer à chaque objet sa longueur.

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1ère Partie : L’Univers – Chapitre 1 Correction
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Ecriture
scientifique Conversion en m Ordre de grandeur
Les quarks 10–18 m 10–18 m 10–18 m 10–18 m
Le noyau d’un
atome 10–15 m 10–15 m 10–15 m 10–15 m
Un atome 10–10 m 10–10 m 10–10 m 10–10 m
Une molécule 1 nm 1 nm 1.10–9 m 10–9 m
Une cellule 10 µm 1,0.101 m 1,0.101 m 101 m
Un microbe 5.10–5 m 5.10–5 m 5.10–5 m 10–4 m
Un cil 0,2 mm 2.10–1 mm 2.10–4 m 10–4 m
Un lecteur mp3 10 cm 1,0.101 cm 1,0.10–1 m 10–1 m
Un gratte-ciel 500 m 5,00.102 m 5,00.102 m 103 m
La Terre 12 750 km 1,2750.104 km 1,2750.107 m 107 m
Le Système solaire 12 milliards de km 1,2.1010 km 1,2.1013 m 1013 m
Une galaxie 1021 m 1021 m 1021 m 1021 m
Sur un exemple, celui du gratte-ciel
500 m = 5,00.102 m (on garde les deux zéros en tant que chiffres significatifs) : not. sci + conv. m
~ 103 m en vertu de la règle des arrondis, la puissance de dix la plus proche n’est pas 102!
Sur un autre exemple, celui de la Terre
12 750 km = 1,2750.104 km : nota. sci
= 1,2750.104.103 m (le préfixe kilo correspondant à 1 000, soit 103)
= 1,2750.107 m (10a x 10b = 10a+b) : conv. m
Sur un dernier exemple, celui du microbe
5.10–5 m = 5.10–5 m : nota. sci
~ 10–4 m (les puissances négatives sont inversées : 10–4 > 10–5 !)
Pour se rendre compte
http://www.ac-
grenoble.fr/webcurie/pedagogie/physique/td/infini/Puissances_de_10/powers10/powersof10.ht
ml
Animation du CERN : http://microcosm.web.cern.ch/microcosm/p10/french/welcome.html
La vidéo IBM : http://www.youtube.com/watch?v=Ldhr1FnK9UY
Exercer son esprit critique…
a. chercher ce qu’est un microbe ou d’autres photos… Que pensez-vous de la photo
proposée dans cette activité ?

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Familièrement, le mot microbe désigne le plus souvent une bactérie pathogène, c’est-à-dire
responsable d’une maladie.
C’est pourquoi le microbe est souvent et naïvement représenté
méchant et plein de pattes… alors qu’il s’agit souvent d’un
organisme unicellulaire. La photo proposée dans l’activité est celle
d’un acarien, organisme bien plus complexe qu’un simple microbe.
Les auteurs ont fait ce choix audacieux pour ne pas compliquer
l’activité…
b. Prenons le rayon du Soleil : 695 500 km d’après Google ; 700 000 km d’après Wikipedia.
Quelles différences faites-vous entre ces deux informations ? Qui a « raison » ?
Disputer.
C’est le grand dilemme de tous les chercheurs sur internet. Quel crédit accorder à telle ou telle
réponse ?
Google est un moteur de recherches qui agrège les résultats, en les hiérarchisant, parmi un très grand
nombre de pages web : le résultat obtenu doit donc être connecté avec sa source et l’auteur.
Wikipedia est un outil collaboratif : « n’importe qui » peut publier, même si une modération est
opérée rapidement.
Qui a raison ? Personne, et tout le monde à la fois. La détermination du rayon solaire est possible par
des techniques des plus simples (détournement du théorème de Thalès) aux plus complexes, et
chacune apporte son degré de précision : c’est bien cela dont il s’agit ici.
La réponse « 695 500 km » se veut plus précise que « 700 000 km » : on dira qu’elle comporte
davantage de chiffres significatifs (quatre contre un seul). Ceci dit, aucune n’est « plus vraie » que
l’autre ! Pour prétendre à davantage de précision, il faut des méthodes et des instruments qui le
permettent : mesurer un segment à la règle et noter sur sa feuille 2,05 cm n’est pas cohérent avec la
précision donnée par l’instrument (une règle n’est précise qu’au millimètre près).
Personne n’a raison : il ne s’agit pas, en fait, d’un débat consistant…
Pour aller plus loin : avez-vous les réponses aux questions sur le bestiaire de l’astronomie ? Faites des
recherches !
Qu’est-ce qu’une comète ?
La comète, astre chevelu, est un agrégat de glaces et de poussières provenant
généralement des confins du système solaire (ceinture de Kuiper ou nuage
d’Oort, voir même de plus loin encore) et se rapprochant (attraction
gravitationnelle) du Soleil en subissant un échauffement conduisant à la
formation d’une chevelure caractéristique (et opposée au Soleil). Certains
astéroïdes ont des comportements cométaires ; la plus célèbre comète est
sûrement la comète de Halley, qui présente en outre une orbite elliptique
autour du Soleil et revient ainsi tous les 76 ans à proximité de notre étoile. Une
origine divine était jadis accordée à ces astres, comme en atteste la tapisserie de
Bayeux, où la comète de 1066 est censée annoncer le triomphe des normands de
Guillaume le Conquérant sur l’Angleterre (bataille de Hastings).

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Qu’est-ce qu’un astéroïde ?
Il s’agit d’un petit corps du système solaire, composé de glaces, de roches et de métaux, de forme
irrégulière, avec des dimensions allant du mètre au kilomètre. La plupart des astéroïdes sont situés
entre Mars et Jupiter, dans ce que l’on nomme la ceinture d’astéroïdes ; la ceinture de Kuiper, au-delà
de Neptune, en est un autre réservoir important. On suppose que de nombreux astéroïdes
constituent les résidus du disque protoplanétaire à l’origine du système solaire.
Qu’est-ce qu’une étoile ? Quelle différence entre une étoile et une planète ?
Techniquement, l’étoile est une sphère de plasma (gaz d’ions et d’électrons) extrêmement chaude,
siège de réactions thermonucléaires à l’origine d’une libération d’énergie (chaleur et rayonnement)
colossale. Notre Soleil est une étoile (assez banale, d’ailleurs).
Les planètes sont des astres rocheux ou gazeux qui se forment en périphérie d’étoiles autour
desquelles elles gravitent (orbites elliptiques) ; les planètes sont généralement des sources
secondaires de lumière (elles reflètent – phénomène d’albedo – la lumière de leur(s) étoile(s)).
L’étymologie du mot planète désigne des astres errants : le mouvement des planètes dans le ciel
nocturne est effectivement nettement plus complexe – en apparence – que celui des étoiles. Par
ailleurs, les planètes se distinguent par un éclat fixe, contrairement aux étoiles qui, à cause de la
distance qui nous sépare d’elles, scintillent.
Mouvement apparent des étoiles sur quelques heures Mouvement apparent (rétrogradation) de Mars (en haut à
gauche, l’amas des Pléiades)
Qu’est-ce qu’une nébuleuse ?
Une nébuleuse est une poche de gaz interstellaire (entre les étoiles d’une galaxie) ; certaines sont
éclairées par des étoiles, d’autres sont obscures… Elles peuvent être le lieu de formation de nouvelles
étoiles ou encore la trace de la fin de vue d’une étoile (nébuleuses planétaires).
Nébuleuse planétaire Nébuleuse à émission Nébuleuse obscure

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Qu’est-ce qu’un amas globulaire/ouvert ?
Un amas est un regroupement d’étoiles au sein d’une galaxie ; les amas globulaires rassemblent des
étoiles âgées et très resserrées ; les amas ouverts présentent des étoiles plus distantes, parfois
complètement indépendantes les unes des autres.
Amas ouvert des Pléiades Amas globulaire d’Hercule
Qu’est-ce qu’une naine blanche ? une naine brune ?
Une étoile naît, vit et meurt. Lorsqu’elle a épuisé toutes ses ressources thermonucléaires (hydrogène,
puis hélium), elle connaît une fin de vie qui dépend de sa taille (surtout de sa masse) initiale.
Généralement, elles grossissent et finissent par expulser leurs couches externes avant de se
recondenser sur elles-mêmes ; l’expulsion peut être plus ou moins violente (novae, supernovae), et le
résidu peut aller de la naine blanche à l’étoile à neutrons, voire au trou noir pour les plus massives.
La naine blanche est une étoile dégénérée, très dense et assez lumineuse ; elle se refroidit
progressivement et peut atteindre le statut de naine brune, lorsqu’elle n’émet plus beaucoup de
lumière.
Qu’est-ce qu’un quasar ? Qu’est-ce qu’un trou noir ?
Pour certaines étoiles gigantesques, la fin de vie se solde par une contraction extrême ; l’astre attire
alors tout à lui, y compris la lumière : cette dernière ne pouvant plus s’échapper et donner des
informations sur l’objet, on le nomme alors trou noir.
Dans la plupart des galaxies, on suppose qu’un trou
noir en occupe le centre ; certaines, très lointaine et
donc très jeunes, sont de puissants émetteurs de
radiations, et abritent des trous noirs colossaux : ce
sont les quasars. Les quasars sont les objets les plus
lointains connus à ce jour.
Ci-contre, ULAS J1120+0641 n’est pas le point le
plus lumineux, mais le petit point rouge central… à
13 milliards d’années-lumière de nous ! La lumière
qui nous en provient a été émise 770 millions
d’années après le Big Bang !