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LEPLANÉTARIUM
EXPOSITION PERMANENTE
HISTOIRED’UNIVERS
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HISTOIRE D’UNIVERS
DU BIG BANG AU GRAIN DE SABLE
Réponses
Pour chaque question, une pastille grise vous indique dans quelle zone de l’exposition
(ex. A2 ) il faut vous rendre pour trouver la réponse. Ces zones sont notées sur le plan
situé sur la dernière page du cahier.
INTRODUCTION
IL était une fois l’univers...
Le Big Bang remonte à 13,8 milliards d’années et résonne comme le gong initial mettant en scène
la réalité qui nous entoure. L’Univers et la matière qu’il contient semblent en effet avoir brusquement
émergés d’un état extrêmement petit, dense et chaud. Juste après le Big Bang, les dimensions de
l’Univers ont démesurément grandi et les particules élémentaires de notre matière sont apparues.
Depuis cette origine, l’Univers ne cesse de poursuivre son expansion et son évolution devenant ainsi
de plus en plus complexe.
Les premiers pas de l’Univers
« Moment Zéro » : A-t-il vraiment existé ? L’Univers
pourrait-il être éternel ? Ces questions restent encore sans réponse.
De 10-43 à 10-32 seconde : Ce moment correspond à
l’inflation : l’Univers augmente d’un facteur extraordinaire de 1030 !
De 10-32 à 10-5 seconde : Les premières particules
élémentaires (quarks, électrons) surgissent du vide.
De 10-5 à 1 seconde : Les quarks se regroupent (trois
par trois) pour élaborer protons et neutrons.
Image obtenue à partir du satellite Planck.
La première image de l’Univers dans sa jeunesse
est celle du « rayonnement de fond cosmologique ». L’Univers, alors âgé de 380 000 ans après le Big Bang, présentait une organisation et une composition beaucoup plus
simples qu’aujourd’hui. Cependant, d’infimes variations
de températures, présentes sur l’image, correspondent à
des régions de densité légèrement différentes qui seront
à l’origine de toute la complexité que nous observons actuellement autour de nous.
De 1 seconde à 3 minutes : Protons et neutrons
s’assemblent pour composer les premiers noyaux
d’atomes d’hydrogène.
De 3 minutes à 380 000 ans : Par son expansion
continuelle, l’Univers est de moins en moins dense
et chaud, les photons peuvent enfin circuler librement et ceux émis à cette époque constitueront le
« rayonnement fossile ».
Plus de 380 000 ans après le Big bang : Les électrons
s’associent aux noyaux d’hydrogène et d’hélium
pour former les premiers atomes.
Vers 800 millions d’années après le Big bang : Les
premières galaxies et étoiles naissent à partir de
vastes nuages de gaz. L’Univers passe progressivement du simple au complexe.
SALLE L’UNIVERS
EN QUESTIONS 2 étage
e
1.évolution DE LA Matière dans L’UNIVERS
Trouvez cette frise de l’évolution de l’Univers, puis reliez chaque âge
à l’étape qui lui correspond.
1 seconde
300 000
années
3 minutes
L’Univers
devient
transparent
Apparition
des étoiles
et galaxies
5 milliards
d’années
Formation des
particules
fondamentales
Formation
des noyaux
d’atomes
2.RECETTE DE L’UNIVERS
A2
13,8 milliards
d’années
9 milliards
d’années
L’Homme
moderne
apparaît
Naissance
du Système
Solaire
B2
Quels sont les ingrédients principaux de notre Univers ? Cochez les bonnes réponses :
x
de la matière noire invisible
x
de la matière ordinaire
de la matière noire visible
x
de l’énergie noire
de l’énergie blanche
Si l’Univers tenait dans un bol, quelle serait sa recette ? Associez les ingrédients de l’Univers
cochés plus haut avec les proportions ci-dessous :
Dans un bol
d’espace-temps
versez :
2 cuillères à café
de matière ordinaire
(= 4% du mélange)
+
4 cuillères à soupe
de matière noire
(= 22% du mélange)
+
1 verre
d’énergie noire
(= 74% du mélange)
SALLE étoiles
Et galaxies 1
er
1.LES GALAXIES
étage
B1
Les galaxies possèdent différentes formes. Ces photos montrent 3 formes de galaxies distinctes.
Notez le nom de la forme de chacune de ces galaxies.
1. Spirale
2. Irrégulière
C1
Cycle de formation des petites étoiles (inférieures à 3 masses solaires) :
Numérotez ces images dans
l’ordre afin de retracer la vie
d’une petite étoile, comme
le Soleil, de sa naissance
jusqu’à sa mort.
N°4
N°3
Petite étoile jaune
N°1
Géante rouge
N°5
Nébuleuse
(Nuage stellaire)
N°2
Naine blanche
(au coeur d’une nébuleuse
planétaire)
Proto-étoile
© photos : NASA // ESA // ESO// Planétarium de Vaulx-en-Velin // Laurence Danière
2.LE DESTIN DES étoilES
3. Elliptique
SALLE SYSTème
SOLAIRE 1 étage
er
LES PLANèTES DU SYSTèME SOLAIRE
A1
Complétez le tableau ci-dessous, afin d’associer chaque planète à une température.
Les planètes sont classées de la plus proche à la plus éloignée du Soleil.
Nom de la planète
Température
1. Mercure
430
58
2. Vénus
460
108
3. Terre
15
150
4. Mars
- 63
228
5. Jupiter
- 160
778
6. Saturne
- 190
1400
7. Uranus
- 210
2800
8. Neptune
- 220
4500
(en °C)
Distance au Soleil
(en million de km)
Observez le tableau puis complétez ce texte :
D’une manière générale, plus une planète est proche du Soleil, plus la température augmente. Cependant la température ne dépend pas uniquement de la distance au Soleil,
elle dépend également de l’atmosphère de la planète. C’est pourquoi la planète Vénus est
plus chaude que Mercure.
SATELLITES NATURELS
Donnez le nom d’un des satellites naturels de la planète Jupiter.
Réponse : Io, Europe, Ganymède, Callisto sont les plus célèbres.
PETIT DICO
• Année-lumière : Unité de distance (symbole a.l.) correspondant à la distance
que parcourt la lumière dans le vide en une année, soit environ 9 500 milliards de
kilomètres !
• Big Bang : Terme désignant un modèle cosmologique décrivant l’origine et
l’évolution de l’Univers, il y a 13,8 milliards d’années.
• Énergie noire : Nom donné à une composante de notre Univers dont on ne
connaît pas la nature mais qui présente la particularité de produire une force
répulsive. Elle serait responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers.
• Espace-temps : Représentation mathématique de l’espace et du temps
considérés comme deux notions inséparables et s’influençant l’une l’autre.
• Étoile : Boule de gaz très chaude qui brille de son propre éclat.
• Expansion de l’Univers : Depuis le Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années,
l’Univers ne cesse de s’étendre.
• Formation du Système solaire : Le Soleil est né, il y a environ 4,6 milliards
d’années, de l’effondrement d’un nuage de gaz et de poussières (nébuleuse). Autour
du Soleil en formation, restait un disque de poussières et de gaz à partir duquel les
planètes se sont formées.
• Gravitation : Attraction réciproque des corps massifs entre eux, sous l’effet de
leur masse. Depuis la théorie de la relativité générale d’Einstein, la gravitation n’est
plus perçue comme une force d’attraction, mais plutôt comme une manifestation
de la déformation de l’espace-temps sous l’influence de la matière présente.
• Masse : Mesure de la quantité totale de matière dans un objet.
• Matière noire : Composante hypothétique de matière dont la nature est encore
inconnue et que l’on suppose répartie dans tout l’Univers observable.
• Nébuleuses : Immenses nuages de gaz et de poussières dans lesquels naissent
les étoiles et les planètes.
• Nébuleuses planétaires : Grands nuages de gaz créés par des étoiles, comme
le Soleil, en fin de vie.
• Planète : Astre qui tourne en orbite autour d’une étoile et réfléchit la lumière
produite par cette dernière. Elle est maintenue sous une forme presque sphérique
sous l’effet de sa propre gravité et elle a éliminé tout autre corps susceptible de se
trouver sur sa trajectoire ou proche de son orbite.
PLAN DE L’eXPOSITION « HISTOIRE D’UNIVERS »
PREMIER étage
DEUXIème étage
SALLE éTOILES
ET GALAXIES
B1
C1
SALLE
LUMIèRE
Passerelle
Fusée
Ascenseur
Ascenseur
Escaliers
Escaliers
SALLE
L’UNIVERS EN QUESTIONS
SALLE
SYSTèME SOLAIRE
OIR
UN
TRO
Soleil
Soleil
A1
A2
B2
Pour télécharger les réponses :
Rendez-vous sur le site du Planétarium, rubrique «Soif d’astro» :
www.planetariumvv.com/soif-dastro