Sciences De la Terre à l Univers Petite promenade dans du contenu CFA du bâtiment Ermont 1
La terre : Nous sommes ici! La Terre est une planète tellurique : cela signifie qu elle est composée de roches et de métaux. La Terre a donc une croûte solide, «un sol» (même si les 2/3 sont recouverts d eau). Quelques chiffres pour se faire une idée : Âge : environ 4,5 milliards d années. (L apparition de la vie sur terre, c est 4 milliards d années, donc assez vite). Rayon : environ 6370 km Circonférence : environ 40 000 km. Masse : environ 6 000 milliards de milliards de tonnes Ce qui fait un peu plus de 5 kg par L mais le plus dense est au centre, pas à la surface. Température moyenne de surface 15 C (56,7 C et 93,2 C pour les records) La Terre tourne sur elle-même, elle fait 1 tour complet en 1 jour. (Par définition-même du jour, ce n est pas une coïncidence ni un coup de chance ) La Terre tourne également autour du soleil, elle fait un tour complet en 1 an. (Par définition-même de l année, ce n est pas une coïncidence ni un coup de chance ) 2
Enfin, notre planète dispose d un astre compagnon, que l on appelle la Lune. Remarque : une lune est comme une planète, mais qui tourne autour d une autre planète et non autour d une étoile. On a longtemps cru que seule la Terre possédait une lune, c est pourquoi nous avons appelé cette lune : la Lune. On sait maintenant que beaucoup de planètes ont une ou plusieurs lunes. 3
Comment la lune est-elle née? Une histoire apocalyptique il y a 4,5 milliards d années! 4
Le soleil et le système solaire : Le soleil est une étoile, autour de laquelle tourne tout ce qui est dans notre système solaire. Il est âgé de 4,6 milliards d années. Dans ce qui tourne autour du soleil, bien entendu, il y a des planètes, mais aussi des astres plus petits, parfois des cailloux et des poussières. On peut classer les principales planètes en 2 catégories : Les planètes telluriques, qui sont formées de roches et de métaux, qui sont denses, et ont les orbites les plus petites (elles sont proches du soleil) : Mercure Vénus La Terre Mars Les planètes géantes (faites de gaz et de glaces) sont moins denses, mais beaucoup plus grosses et ont les orbites les plus grandes : Jupiter Saturne Uranus Neptune Nous pouvons également citer Pluton ou d autres petits astres, qui ont le statut de planètes naines, et qui se trouvent plus loin encore que les géantes gazeuses. Enfin, mentionnons l existence d une ceinture d astéroïdes avant les géantes gazeuses, et de beaucoup d autres objets encore, loin, car le système solaire est très grand (environ 20 milliards de kilomètres). 5
Une histoire de taille Source des illustrations : http://www.lesud.com/lesud-astronomy_pageid81.html 6
Notre galaxie : la Voie Lactée : Notre soleil est une étoile, et l observation du ciel nous apprend que les étoiles existent en grand nombre un si grand nombre qu on a peine à se l imaginer 7
Les étoiles sont concentrées dans de grands amas que l on nomme galaxies. La galaxie dans laquelle se trouve notre système solaire se nomme Voie Lactée. Attention! Les galaxies sont immenses, composées en moyenne de quelques centaines de milliards d étoiles! On estime que la Voie Lactée est composée d au moins de 200 000 000 000 étoiles Notre système solaire est quelque part par ici La voie lactée Diamètre : environ 100 000 années-lumière, soit environ 1 milliard de milliards de km Dans la voie Lactée, l étoile la plus proche de notre soleil est à 4 années-lumière, soit environ 40 000 milliards de km 8
Les galaxies : Les galaxies sont donc des amas gigantesques d étoiles, des centaines de milliards d étoiles, mais il n y a pas que cela : il y a aussi des poussières, des nuages de gaz, de la matière supplémentaire encore mystérieuse pour les scientifiques (on l appelle de la matière noire, ou matière sombre, et il y en a beaucoup) Tout cela tourne autour d un centre galactique où se trouve un astre très spécial un trou noir supermassif! Selon les galaxies, ces trous noirs ont une masse correspondant à des millions ou des milliards de fois la masse de notre soleil en un seul tout petit astre! Gare à ce qui s approcherait trop près : les trous noirs avalent tout ce qui passe et ne laissent rien s échapper. Tout ce qui tombe dedans, matière ou lumière, est perdu à jamais! En tout cas pour nous. Trop petits, trop loin et n émettant aucune lumière, on n a pas d image satisfaisante de trous noirs actuellement qui montre bien ce que c est. On recourt plutôt à des «vues d artistes» faites en collaboration avec les scientifiques. Une vue d artiste du cœur d une galaxie 9
La galaxie d Andromède, notre plus proche et très semblable voisine, que nous rencontrerons dans 5 milliards d années comme la voie lactée, c est une «galaxie spirale». Une autre galaxie bien connue car très jolie : la galaxie du Sombrero La galaxie M87 comme elles sont des milliards, elles n ont pas toutes un nom sympathique. C est une «galaxie elliptique». La galaxie NGC 1569 est une «galaxie irrégulière» 10
L Univers observable : Allez dans l espace. Prenez un grain de sable dans une main, et tendez le bras. Photographiez une partie de ciel correspondant à ce que ce grain de sable vous cache et vous trouverez 3000 galaxies! Derrière le grain de sable chaque petit point ou presque est une galaxie! Cette observation permet de penser que l Univers observable (ou Univers visible) contient des centaines de milliards de galaxies (contenant chacune des centaines de milliards d étoiles) 11
L Univers : Nous venons de rencontrer le terme d Univers observable. L univers observable est la partie de l Univers que nous pouvons voir. C est un peu compliqué à comprendre, mais du fait de l âge fini de l Univers (un peu moins de 14 milliards d années) et du fait de la vitesse finie de la lumière, nous ne pouvons voir aujourd hui qu une petite partie de l univers : la partie dont la lumière a eu le temps de venir jusqu à nous. Remarque : pour être plus exact, il faut tenir compte de «l expansion de l Univers» qui mérite bien un dossier à elle toute seule! Bref, on estime que l Univers observable aujourd hui a un diamètre d environ 100 milliards d années-lumière, et représente au mieux 2% de l Univers si celui-ci est fini. Il sera difficile de trancher : l Univers est-il fini (mais très grand) ou est-il infini? 12