Chapitre n°1

Partie A – L'Univers – Seconde
Regarder « loin », c’est regarder « tôt ».
Nous savons aujourd’hui que, comme le son, la lumière se propage { une vitesse bien déterminée. En 1675, étudiant le
mouvement des satellites de Jupiter, l’astronome danois Römer a mis en évidence certains comportements bizarres. Ces
comportements s’expliquent si on admet que la lumière met quelques dizaines de minutes { nous arriver de Jupiter. Cela
équivaut { une vitesse d’environ trois cent mille kilomètres par seconde, un million de fois plus vite que le son dans l’air. Il
faut bien reconnaître que, par rapport aux dimensions dont nous parlons maintenant, cette vitesse est plutôt faible. À
l’échelle astronomique, la lumière progresse { pas de tortue. Les nouvelles qu’elle nous apporte ne sont plus fraîches du
tout !
Pour nous, c’est plutôt un avantage. Nous avons trouvé la machine { remonter le temps ! En regardant « loin », nous
regardons « tôt ». La nébuleuse d’Orion nous apparaît telle qu’elle était { la fin de l’Empire romain, et la galaxie
d’Andromède telle qu’elle était au moment de l’apparition des premiers hommes, il y a deux millions d’années. À l’inverse,
d’hypothétiques habitant d’Andromède, munis de puissants télescopes, pourraient voir aujourd’hui l’éveil de l’humanité
sur notre planète …
Les objets les plus lointains visibles aux télescopes sont les quasars. Ce sont en fait des galaxies, mais des galaxies assez
spéciales. Leur noyau émet un fantastique quantité d‘énergie Autant que dix mille fois notre galaxie tout entière. Ce noyau
apparaît, de loin, comme une source ponctuelle, comme une étoile. D’où le nom de « quasi-star » ou « quasar ». Certains
quasars sont situés { douze milliards d’années-lumière. La lumière qui nous en arrive a voyagé pendant douze milliards
d’années. C’est-à-dire quatre-vingt pour cent de l’âge de l’univers … C’est la jeunesse du monde que leur lumière nous
donne à voir au terme de cet incroyable voyage.
Dans ces conditions, il est naturellement impossible d’avoir un portrait « instantané » de l’univers. Un « instantané »,
dans le langage photographique, c’est une vue qui fige un paysage en un instant précis de sa durée. Ici nous sommes
comme au sommet de la « montagne du temps ». Dans notre vision du monde, le point le plus avancé dans le temps est
celui où nous sommes. Tout autour, notre regard plonge dans le passé.
Patience dans l’azur - Hubert Reeves.
Questions :
1. Rechercher qui est Hubert Reeves.
2. Quelle est la vitesse de la lumière d’après le texte ?
3. Quelle distance, exprimée en kilomètre nous sépare de la nébuleuse d’Orion ? Si une étoile de cette nébuleuse
explosait aujourd’hui, { quelle date en serions-nous informé ? (La fin de l’Empire romain date de l’an 500 environ)
4. Quelle distance, exprimée en kilomètre nous sépare de la galaxie d’Andromède ?
5. Pourquoi regarder « loin », c’est regarder « tôt » ?
6. Calcul de la vitesse de la lumière d’après l’expérience de Römer :
6.1. Compléter sur les schémas suivants les positions de la Terre et de Jupiter dans le cas où la distance Terre
Jupiter est la plus courte (schéma n°1) et dans le cas où la distance Terre Jupiter est la plus longue
(schéma n°2).
6.2. Calculer les distances d1 et d2 Terre-Jupiter dans
les deux cas précédents. En déduire la différence D
entre ces deux distances. (Reprendre les distances
Soleil-Planète dans le tableau du cours)
6.3. On mesure un décalage de 16 min 44 s entre le
moment où l’on observe les satellites de Jupiter
dans le cas n°1 et le moment où l’on observe la
même situation dans le cas n°2. En déduire la
célérité de la lumière dans le vide.
Données : distance Soleil-Terre : 149,6 millions de km et
distance Soleil-Jupiter : 778,3 millions de km.
Soleil
Trajectoire
de la Terre
Trajectoire
de Jupiter
Schéma n°1
Schéma n°2