Utilisation de la vitesse de la lumière : distances dans l'univers
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Il s'agit d'une vitesse si grande que l'homme a longtemps cru que la lumière se propageait de manière instantanée.
Qu'en est-il à l'échelle de l'Univers ?
Par conséquent, à chaque seconde écoulée, la lumière parcourt 300 000 km.
Il y a proportionnalité entre la distance parcourue par la lumière, notée d, et la durée de sa propagation, notée t.
Il doit y avoir une cohérence entre les unités utilisées pour que le résultat obtenu soit correct.
.
.La distance parcourue par la lumière est de 3 m donc
.La lumière se propage dans l'air donc sa vitesse est de
.La distance étant en mètre, il convient d'utiliser l'expression de la vitesse en m/s donc
.D'après la relation précédente, on peut donc calculer :
La durée t de propagation de la lumière vaut donc 10 milliardièmes de seconde, ce qui est imperceptible par l'œil humain, dont la persistance de rétinienne est d'environ seulement 5 centièmes de seconde.
La Lune est située en moyenne à 380 000 km de la Terre.
La lumière qu'elle émet met une durée
pour nous parvenir.
Le trajet de la lumière de la Lune à la Terre a donc une durée de l'ordre de la seconde.
Le Soleil qui est l'étoile centrale de notre système solaire est en moyenne à 1,5 × 108 km de la Terre.
La lumière émise par le Soleil met 8 minutes et 20 secondes pour parvenir jusqu'à la Terre.
.Dans le vide, la vitesse de la lumière est
; et on considère un temps
t = 1 anIl faut donc convertir le temps t en secondes : une année comprend 365,25 jours ; chaque jour dure 24h ; chaque heure dure 60 minutes ; et chaque minute dure 60 secondes.
Soit t = 365,25 × 24 × 60 × 60 = 31 557 600 s.
Donc : 1 a.l = 3 × 105 × 31 557 600 = 9,5 × 1012 km.
Une année-lumière correspond à une distance d'environ 1013 km
Elle se trouve environ à
.On convertit cette distance en années-lumière :
La plus proche voisine du Soleil est une étoile située à 4,2 années-lumière.
D'après la définition de l'année-lumière, cela signifie que la lumière que reçue de Proxima du Centaure a été émise il y a 4,2 années.
Notre galaxie, la Voie lactée, s'étend sur environ 100 000 a.l.
La galaxie d'Andromède est la galaxie la plus proche de la Voie lactée, elle est situé à environ 2,3 millions d'années-lumière.
.Dans cette expression, si la vitesse est en km/s, alors la durée doit être exprimée en s et la distance en km.
Si la vitesse est exprimée en m/s, alors la durée doit être exprimée en s et la distance en m.
L'année-lumière est une unité de longueur. Par définition une année-lumière (notée a.l.) est la distance parcourue en un an par la lumière dans le vide.
1 a.l. = 9,5 × 1012 km ; soit environ 1013 km.
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