dimensions de l`univers

P1 : L'univers Activité documentaire n°2
C1 : La structure de l'Univers
DIMENSIONS DE L'UNIVERS
Capacité(s) contextualisée(s) mise(s) en jeu durant l'activité :
✔Utiliser les puissances de 10 dans l'évaluation des ordres de grandeur.
✔Savoir que le remplissage de l'espace par la matière est essentiellement lacunaire à
l'échelle cosmique.
But
•Appréhender les différentes longueurs dans l'univers.
Documents (s'approprier)
Doc.1 : Dimensions de quelques objets de notre univers
✔taille d'un atome d'hydrogène : 0,1 nm
✔taille d'une cellule : 10 μm
✔taille d'un grain de sable : 0,5 mm
✔taille d'une fourmi : 5 mm
✔diamètre d'un pamplemousse : 10 cm
✔taille : taille d'un homme : 1,80 m
✔hauteur de la tour Eiffel : 324 m
✔hauteur du mont Everest : 8848 m
✔taille de la France : 1000 km
✔diamètre de la Terre : 12800 km
✔distance Terre-Lune : 380 Mm
✔diamètre du Soleil : 1,4 Gm
✔distance Terre-Soleil :150 Gm
✔distance de Proxima du Centaure : 40 Pm
✔distance de Kepler 22 : 5,7 Em
✔distance du centre de la Voie lactée : 285 Em
✔distance du nuage de Magellan : 1,5 Zm
✔distance de l'amas de la Vierge : 342 Zm
✔distance de horizon cosmologique : 475 Ym
Doc.2 : Notation scientifique
La notation scientifique est une représentation d’un nombre décimal. Elle consiste à exprimer
le nombre sous la forme ± a x 10n, où a est un nombre décimal de l'intervalle [1 ; 10[ et n est
un entier relatif.
Doc.3 : Définition de l'ordre de grandeur d'une longueur
On appelle ordre de grandeur d'une longueur (généralement exprimée en mètres), la
puissance de dix qui s'en approche le plus.
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A SAVOIR
A SAVOIR

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Doc.4 : Multiples et sous multiples du mètre
Quelques questions : (analyser, réaliser)
1. Ecrire chacune des dimensions du Doc.1 sous forme de notation scientifique en mètre.
2. Déterminer l'ordre de grandeur de chacune des dimensions précédentes.
3. Sur combien d'ordres de grandeur s'étend notre univers ?
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Documents (suite) (s'approprier)
Doc.5 : L'infiniment grand ramené à notre échelle
Pour se rendre un peu plus compte des dimensions de notre univers à l'échelle cosmologique,
on souhaite les ramener à notre échelle de façon proportionnelle.
On peut ainsi représenter le Soleil par un pamplemousse de 10 cm de diamètre.
Que deviennent les autres corps dans cette représentation
Doc.6 : Répartition de la matière dans l'univers
Toute la matière de l'univers se concentre essentiellement dans les planètes et les étoiles,
entre elles, il n'y a que du vide...
Quelques questions : (analyser, réaliser)
1. Déterminer le diamètre qu'aurait la Terre et la distance à laquelle elle se trouverait dans
la représentation du Doc.5. Par quoi pourrait-elle être représentée alors ?
Pour plus de facilité et de rapidité, utiliser les ordres de grandeurs...
2. Déterminer à quelle distance se trouverait Proxima du Centaure qui est l'étoile la plus
proche du Soleil.
3. Déterminer à quelle distance se trouverait la galaxie du nuage de Magellan.
Conclusion : (valider)
Que peut-on dire du remplissage de l'espace par la matière à l'échelle cosmologique ?
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Pour les plus rapides et les plus débrouillards...
On refait la même chose que précédemment en réduisant notre galaxie qui à un diamètre
d'environ 1021 m à une bulle de 1 m de diamètre.
•Où se trouverait le Soleil et quelle taille ferait-il ?
•Où se trouverait Proxima du Centaure, le nuage de Magellan, l'amas de la vierge et
l'horizon cosmologique ?
Pour les plus curieux...
L'échelle de l'Univers (très complète...)
http://htwins.net/scale2/lang.html
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