Seconde
Physique Balade dans l’univers TP P3
c’est une année lumière (abrégé a.l. ou ly, comme light-year en anglais) : il s’agit de la distance parcourue par la lumière en une année.
Faites un clic-droit-glisser, juste pour « le fun » et manipuler le système solaire entier dans votre main…
28. A l’endroit où vous êtes, la température est de -250°C : si vous sortiez de votre vaisseau sans combinaison chauffée, vous vous seriez
mort en quelques secondes et transformé en un bloc de matière solide et complètement gelée. Il n’y a absolument aucun bruit autour de
vous : le son a besoin d’air pour se propager et il n’y a pas d’air dans l’espace. C’est un vide complètement silencieux.
6) Le royaume des étoiles
29. Devant vous, des milliers d’étoiles. Choisissez-en une : à quelle distance est-elle ? Laquelle est la plus proche de nous en dehors du
Soleil ? Son nom est Rigel Kentaraurus A, ou, plus simplement alpha du Centaure. Cliquez ici pour la localiser. C’est le point brillant au
centre de l’écran. Faites un clic-droit-glisser pour la voir sous différents angles.
30. Notez sa distance : 4,39 al : c’est une distance, pas une durée. Une année lumière est la distance parcourue par la lumière en un an.
Souvenez-vous tout à l’heure comme vous bougiez vite sur le trajet Terre Lune à la vitesse de la lumière : il suffit de multiplier cette
vitesse (300 000 km/s) par le nombre de secondes en un an pour obtenir une année lumière.
31. On obtient alors 1 al = 9,46 . 1012 km soit environ 10 000 milliards de km ou encore 9 460 000 000 000 km. L’étoile la plus proche, alpha
du Centaure est donc à 41 530 000 000 000 km !
32. Si vous allumiez vos moteur à la plus grande vitesse jamais atteinte par un engin construit par l’homme (la sonde Voyager I de la NASA
volait à 63 000 km/h, ce qui n’est tout de même pas rien), combien de temps vous faudrait-il pour l’atteindre ? La réponse est « très
grande » : 75 000 ans !!! Et ce, pour atteindre l’étoile la plus proche.
33. On peut penser à cette distance d’une autre façon : pour l’atteindre, un vaisseaux mettrait 3 700 générations : s’il était assez gros pour
emmenez des familles, vos descendant n’atteindraient pas l’étoile la plus proche de notre Soleil avant 3 700 générations de vos arrière
arrière arrière… petits enfants.
34. Et pourtant cette distance n’est rien, absolument rien, une « goutte d’eau dans la mer », par rapport à ce qui va suivre…
35. Cliquez sur une autre étoile, n’importe laquelle, et faites [C] puis [F] pour verrouiller sur elle, puis un clic-droit-glisser. Le nombre
d’étoiles est très grand : 200 milliards, rien que dans notre galaxie. Trouvez –en une qui est à plus de 1000 al et recommencez [C], puis
[F], puis clic-droit-glisser. Notez son nom et sa distance dans la feuille de réponses.
36. Qu’est-ce qu’une étoile ? Eh bien c’est une énorme boule de gaz. Ce gaz n’est pas en train de brûler comme on l’a cru longtemps, comme
brûlerait le gaz de votre gazinière, mais il subit des réactions nucléaires, des réactions de fusion thermonucléaires, comme celles qui ont
lieu dans une bombe atomique. Ce sont ces réactions qui permettent de dégager autant d’énergie, et pendant aussi longtemps. Le Soleil
existe depuis 5 milliards d’années et pour 5 milliards d’années encore.
37. Examinons une étoile un peu spéciale : Bételgeuse. Comparons Bételgeuse et le Soleil : cliquez ici pour voir Bételgeuse. Remarquez sa
couleur. Dans Celestia, faites [ctrl-U] pour couper la vue en deux. Cliquez dans la partie droite, puis ici . Bételgeuse et le Soleil sont vus
tous les deux depuis la même distance d’environ 8 ua.
38. On se rend compte que Bételgeuse est beaucoup plus grosse que le Soleil : en fait son rayon est 546 fois plus grand que celui du Soleil : si
Bételgeuse était à la place du Soleil, l’orbite de la Terre serait dans l’étoile !! C’est pourquoi Bételgeuse est appelée une super géante
rouge. Les astronomes ont depuis longtemps classés les étoiles en catégories, un peu comme un bestiaire. Faites [ctrl-D] pour revenir à
une seule vue.
7) Les galaxies et Au-delà
39. Pour l’instant nous avons fait une balade dans une assez petite région autour du Soleil : dans un rayon d’environ 1000 al. Nous avons ainsi
parcouru 1/400 000 000ème (un quatre cent millionième) de la distance entre la terre et le point le plus éloigné de l’univers observable
dans un télescope. Allons un peu plus loin : prochaine étape : les galaxies.
40. Qu’est-ce qu’une galaxie ? Allez à la fiche de réponse et notez ce que vous pensez que c’est.
41. Cliquez ici . Vous êtes très loin de la Terre, devant notre galaxie, la Voie lactée. C’est un énorme groupe d’étoiles, de poussière de
planètes et de gaz. Le Soleil, le système solaire et la Terre sont quelque part dans ce gigantesque amas. Eh oui, cet amas diffus est en fait
constitué de milliards d’étoiles, environ 100 à 200 milliards.
42. Pour vous rendre compte de la taille de la galaxie, cliquez ici. Vous vous trouver face à la Terre avec la voie lactée à l’arrière plan. Nous
allons sortir de la galaxie en utilisant nos « moteurs impossibles » et en les poussant vraiment jusqu’à des vitesses gigantesques. Appuyer
sur [A] pour mettre les moteurs en marche, puis sur [Q] pour inverser la poussée et partir en arrière. Puis, restez appuyé longuement sur la
touche A jusqu’à atteindre la vitesse incroyable de 15 ou 20 al/s (notée ly/s dans le coin inférieur gauche de l’écran). Vous voyer le Soleil
s’éloigner, ainsi que les étoiles. Au bout d’un moment, vous ne voyez plus d’étoiles qui défilent : Celestia ne représente « que » 100 000
étoiles, mais en fait, la voie lactée en contient 2 000 000 de fois plus !!
43. Après vous être éloigné de quelques centaines d’al, appuyer encore sur [A] pour atteindre la vitesse de 500 à 600 al/s, puis, lorsque vous
êtes à environ 60 000 a.l. , appuyez sur [S] pour stopper. Appuyez sur [Ctrl-K] pour mettre en évidence l’objet sélectionné, en
l’occurrence la Terre : elle apparaît dans un petit losange rouge. Faites un clic-droit-glisser pour orienter la galaxie différemment et
observer notre place dans la galaxie : vous êtes en train de jouer avec la Voie Lactée… ! La Voie Lactée est une galaxie spirale, et le
système solaire est dans l’un des bras spiral, le bras d’Orion.
44. Vous avez sans doute remarqué que l’espace semble vide autour de la voie lactée. Rendez-vous ici, pour mieux s’en rendre compte. Nous
sommes alors à 100 000 al « au-dessus » de la Voie Lactée. Sur la droite, on distingue une autre galaxie spirale, en fait, notre voisine, j’ai
nommé M31, ou la Galaxie d’Andromède. Faites un clic gauche dessus afin de voir sa distance et notez-la sur la feuille de réponses.
45. Si vous vous déplaciez à la vitesse de la lumière, il vous faudrait 3 millions d’années pour l’atteindre, et si vous vous déplaciez à la vitesse
de la navette spatiale de la NASA, et bien il vous faudrait… plusieurs milliards d’années pour l’atteindre. Dans Celestia c’est plus simple :
appuyer sur [G] pour y aller, et faite un clic-droit-glisser. Admirez la belle spirale et remarquez qu’elle possède deux compagnons plus
petits : ce sont aussi des galaxies, satellites d’Andromède, nommées M32 et M110.