Description de l'Univers
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Objectif :
Une définition simple de l’Univers pourrait
être « l’ensemble de tout ce qui existe
» visible pour l’homme ou invisible car trop
petit ou trop grand ou peut-être trop
éloigné.
Mais de quoi cet Univers est-il fait ?
Mais de quoi cet Univers est-il fait ?
1. Taille comparée de différents
systèmes
Les ordres de grandeurs de la taille de
différents objets sont placés sur une
échelle de longueur :
Que remarque-t-on ? Dans l’Univers, on peut passer de l’infiniment petit, c'est-à-dire du noyau de l’atome de dimension proche de 10-15 m, à l’infiniment grand comme notre Galaxie de l’ordre de 1020 m.
Les graduations de cette échelle sont des
puissances de dix : 105 ,1010 ,
etc. Quand on passe d’une graduation à
l’autre, la longueur est ainsi multipliée
par une puissance de dix. Cette échelle
n’est pas linéaire et ne peut comporter ni
zéro, ni valeurs négatives.
Que remarque-t-on ? Dans l’Univers, on peut passer de l’infiniment petit, c'est-à-dire du noyau de l’atome de dimension proche de 10-15 m, à l’infiniment grand comme notre Galaxie de l’ordre de 1020 m.
2. De l'infiniment petit vers l'infiniment grand
a. L'infiniment petit
→ L’entité la plus petite formant la
matière est l’atome constitué
d’un noyau (chargé positivement)
encore plus petit dans lequel est concentrée la
masse de l’atome et des électrons
(chargés négativement) qui gravitent autour
du noyau. La cohésion de l’atome
étant assurée par différentes forces
d’interaction. Tout le reste n’est que du
vide : c’est la structure lacunaire de
l’atome.
→ L’association d’atomes forme des molécules qui elles-mêmes assemblées forment la matière visible ou invisible, vivante ou inerte.
→ L’association d’atomes forme des molécules qui elles-mêmes assemblées forment la matière visible ou invisible, vivante ou inerte.
b. L'infiniment grand
→ De la même façon, on peut
considérer que le système solaire
est à l’image de l’atome : Il
est constitué d’une étoile, le Soleil
autour duquel gravitent différentes
planètes au nombre de 8 : Mercure,
Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et
Neptune. Contrairement à l’atome, dans le
système solaire ni le soleil ni les
planètes ne sont chargés. Le système
solaire doit sa cohésion à la force
d’attraction gravitationnelle.
→ Le système solaire appartient à une Galaxie dans laquelle existent d’autres systèmes planétaires extrasolaires c'est-à-dire formés d’une étoile, autre que le Soleil, autour de laquelle évoluent des planètes appelées exoplanètes.
→ On estime qu’il existe une centaine de milliards de galaxies qui peuplent l’Univers.
→ Le système solaire appartient à une Galaxie dans laquelle existent d’autres systèmes planétaires extrasolaires c'est-à-dire formés d’une étoile, autre que le Soleil, autour de laquelle évoluent des planètes appelées exoplanètes.
→ On estime qu’il existe une centaine de milliards de galaxies qui peuplent l’Univers.
3. Structure lacunaire de l'Univers
En observant l’échelle des longueurs, on
s’aperçoit que dans un atome, le noyau et
le cortège électronique sont
séparés par un vide important. Le
même vide existe entre les planètes du
système solaire, les étoiles de la Galaxie et
les galaxies dans l’Univers. Celui-ci est
occupé par de la matière de manière
discontinue. On dit que l’Univers a une structure
lacunaire.
L'essentiel
L’échelle des longueurs de l’Univers
contient 40 ordres de grandeurs. Certaines structures de
l’Univers, comme les atomes ou le système
solaire, ne sont occupées qu’à certains
endroits. On dit que l’Univers a une structure
lacunaire : l’espace le constituant est
essentiellement vide. La matière n’occupe
qu’une petite place dans l’Univers et cette
matière est elle-même lacunaire.
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