Séquence 6 : UNIVERS

Alban du Plessis Univers
Collège des Tilleuls – Annecy Page 1 sur 6 Physique - Chimie
Séquence 6 : UNIVERS
Niveau : 3ième
Objectifs :
- Connaître l’histoire de l’univers
- Connaître l’organisation de la matière dans l’univers
- Comprendre les distances astronomiques
- Connaître la vitesse de la lumière
Compétences à évaluer (en gras, à évaluer en cours)
3GSF4 - Je suis capable de faire des conversions d’unités
3GSF8 - Je suis capable d’utiliser une formule du type A = BxC
3GSF12 - Je suis capable de rédiger un calcul
30UC1 - Je sais décrire l’organisation de l’univers depuis l’atome jusqu’aux galaxies
3OUC2 - Je connais les ordres de grandeur des distances astronomiques
3OUC3 - Je connais la constitution des planètes et des étoiles
543SE5 - J’ai un comportement positif en cours
Le cours
Définitions :
- l’univers
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- les galaxies
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- les étoiles
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..

Alban du Plessis Univers
Collège des Tilleuls – Annecy Page 2 sur 6 Physique - Chimie
…………………………………………………………………………………………………..
- les planètes
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- les astéroïdes
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- les comètes
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- les satellites
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
Exploration de l’univers :
Dès la préhistoire l’homme s’intéresse au ciel et aux mouvements des astres (on en
retrouve des indices sur des peintures rupestres et dans des alignements de
pierres).
En Amérique du Sud un calendrier Maya vieux de près de 4000 ans, mentionne les
éclipses de Lune.
Les civilisations égyptienne et mésopotamienne puis plus tard, grecque ont laissées
des traces d’observations précises du ciel. Il faut avoir en tête qu’à cette époque là il
n’y avait pas de pollution lumineuse…

Alban du Plessis Univers
Collège des Tilleuls – Annecy Page 3 sur 6 Physique - Chimie
L’astronome grec D’Alexandrie Claude Ptolémée (110 – 160 ap. JC) fait la synthèse
des travaux de ses prédécesseurs et définit le système géocentrique ou la Terre,
sphérique, est au centre de tout.
Nicolas Copernic, (1473 – 1563), religieux polonais remet en cause le modèle
géocentrique et propose un modèle héliocentrique : les planètes tournent autour du
Soleil.
Galilée (1564 – 1642) pense aussi que la Terre tourne sur elle-même et autour du
Soleil. Il développe et utilise la lunette astronomique et découvre les cratères sur la
Lune, des tâches sur le Soleil, des satellites autour de Jupiter…
L’astronome allemand Johannes Kepler (1571 – 1630) décrit précisément le
mouvement des planètes : ce ne sont pas des cercles mais des ellipses autour du
Soleil.
Isaac Newton (1642 – 1725) décrit la force de gravitation qui gouverne la chute des
corps sur Terre, le mouvement des planètes et l’organisation de l’univers.
Joseph Von Fraunhofer (1787 – 1826) développe la spectroscopie, méthode
d’analyse de la lumière des étoiles qui permet de connaître leur composition.
Christian Andreas Doppler (1803 – 1853) montre qu’une onde sonore ou lumineuse
est modifiée si l’objet qui l’émet est en mouvement par rapport à l’observateur : c’est
l’effet Doppler. Il permet de mettre en évidence l’expansion de l’univers : plus une
galaxie est lointaine plus elle s’éloigne vite.
Albert Einstein (1879 – 1955) élabore la relativité générale qui lie le temps et
l’espace (espace-temps). La propagation de la lumière peut donc être affectée par un
corps massif. Cette théorie n’a pas encore été mise en échec. Elle permet
d’expliquer un grand nombre de phénomènes cosmologiques comme les lentilles
gravitationnelles.
Les observations des galaxies par Edwin Hubble permettent à Georges Lemaitre
(1894 – 1966) de proposer une théorie connue sous le nom de Big Bang : l’univers
n’a pas toujours existé, il est né il y a environ 13,7 milliards d’années.
Le Big Bang
Le Big Bang est une théorie élaborée à partir des observations des galaxies : celles-
ci s’éloignent les unes des autres, si on passe le film à l’envers, elles se rapprochent
de plus en plus ce qui permet d’en déduire qu’au départ, la matière était concentrée
en un seul point. L’univers serait donc né d’une fabuleuse explosion ayant eu lieu il y
a 13,7 milliards d’années, c’est la théorie du Big Bang.
Suite au Big Bang, très rapidement la matière s’est organisée en atomes et
rapidement les premières galaxies se sont formées par effondrement d’immenses
nuages de gaz. Ainsi notre galaxie s’est formée il y 13 milliards d’années.

Alban du Plessis Univers
Collège des Tilleuls – Annecy Page 4 sur 6 Physique - Chimie
Dans les galaxies se forment des étoiles. Un nuage d’hydrogène s’effondre sur lui-
même. La température et la pression augmente suffisamment pour enclencher une
réaction nucléaire : l’hydrogène est converti en hélium.
En fin de vie, l’étoile explose (supernova) et enrichit le milieu stellaire en nouveaux
éléments ce qui donnera vie à des étoiles de seconde génération qui vont synthétiser
des éléments plus lourds et ainsi de suite.
Organisation de l’univers :
Nous vivons sur la planète Terre qui fait partie du système solaire. Le système
solaire est composé d’une étoile (le Soleil) autour de laquelle gravitent 8 planètes, 4
rocheuses (Mercure, Vénus, Terre et Mars) et 4 gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus,
Neptune).
Le système solaire à l’échelle :
https://www.le-systeme-solaire.net/systeme-solaire-a-l-echelle/
Le Soleil est une deux cent milliards d’étoiles qui composent notre galaxie, la Voie
Lactée.
La Voie Lactées est une des centaines de milliards de galaxies qui composent
l’univers connu.
Voir vidéo zoom out univers :
https://youtu.be/17jymDn0W6U
Questions de distances :
- à quelle distance est le soleil ?
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- à quelle distance est l’étoile la plus proche ?
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..

Alban du Plessis Univers
Collège des Tilleuls – Annecy Page 5 sur 6 Physique - Chimie
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
- à quelle distance est la galaxie spirale la plus proche (Andromède) ?
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
Et les OVNI dans tout ça ?
La plupart des étoiles possèdent des planètes. Il y a des centaines de milliards
d’étoiles dans une galaxie et des centaines de milliards de galaxies dans l’univers. Il
peut être raisonnable d’imaginer que sur certaines de ces milliers de milliards de
milliards de planètes, la vie s’est également développée. Mais alors, comment le
vérifier ? Y aller ? Communiquer avec ces planètes ? Réfléchissons.
Imaginons un voyage vers Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche de nous. Elle
se trouve à 4,22 années lumière. La vitesse d’une fusée est d’environ 12 km/s.
Combien de temps faudrait-il pour y aller ?
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..