Description de l'Univers - Cours de Physique Chimie Seconde avec Maxicours - Lycée

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Description de l'Univers

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 ?
1. Taille comparée de différents systèmes
Les ordres de grandeurs de la taille de différents objets sont placés sur une échelle de longueur :


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.
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.
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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