Pour " arpenter " lUnivers, les astronomes utilisent plusieurs unités de longueur, forcément très grandes devant nos mesures terrestres.
Lunité de base, qui fut en effet une " base " de triangulation pour arpenter lUnivers relativement proche, est la distance moyenne de la Terre au Soleil, désigné pour cet usage Unité Astronomique (UA).
La mesure de la distance de la Terre au Soleil fut une entreprise humaine majeure. Environ 300 ans av. J.-C., Aristarque de Samos imagina une méthode pour mesurer cette distance ; la méthode était correcte, mais aurait demandé une précision extrême dans la mesure des angles, si bien que la valeur obtenue était 10 fois trop petite. Néanmoins elle permettait daffirmer que le Soleil était beaucoup plus gros que la Terre, et Aristarque en conclut que cétait celle-ci qui devait tourner autour du Soleil et non linverse comme le suggèrent les apparences.
Sa vision héliocentrique du monde fut malheureusement occultée par la suite, et ne fut connue en Europe quaprès la mort de Copernic.
Dautres Grecs anciens, notamment Hipparque (un siècle après Aristarque) améliorèrent les estimations, mais pour atteindre une bonne précision, il fallut attendre une méthode imaginée par Galilée, puis mise en uvre par un des Cassini, puis par Halley, puis par la communauté scientifique internationale.
Cette méthode utilise les passages devant le disque solaire dune des planètes intérieures : Mercure ou Vénus, cette dernière donnant une meilleure précision. Malheureusement, les passages de Vénus sont peu fréquents (environ deux par siècle, à 8 ans dintervalle). En observant ces passages depuis des lieux terrestres le plus éloignés possible, on peut calculer la distance Terre-Soleil.
Les passages du 6 juin 1761 et surtout du 3 juin 1769 permirent les premières mesures suffisamment précises de cette distance. De nos jours, la valeur moyenne de la distance Terre-Soleil (unité astronomique ou UA) est évaluée à 149 597 870 km, donc environ 150 millions de km, soit 500 secondes ou 8 minutes et 20 secondes de lumière.
Le plus récent passage de Vénus sur le Soleil a eu lieu le 8 juin 2004 ; il était visible en France et j'ai pu l'observer par projection ; le prochain aura lieu le 6 juin 2012. Ces passages ont-ils encore quelque intérêt pour la mesure de l'UA ? cest peu probable, les astronomes doivent disposer de méthodes plus modernes grâce aux sondes spatiales.
Si grande que soit cette UA, elle est encore bien petite devant limmensité de lunivers ; aussi les astronomes emploient-ils deux autres unités beaucoup plus grandes.
La première est très connue de tout le monde : Cest lannée-lumière (al), cest à dire la distance parcourue par la lumière en une année. Comme une année comporte 31 557 600 secondes, une année-lumière vaut donc
31 557 600 x 300 000 = 9,47 10^12 km, soit 9,47 millions de millions de km ou encore 9470 milliards de km ou encore 9,47 pétamètres.
Lannée-lumière vaut 63 240 UA ( valeur officielle ; celle calculée à partir des chiffres précédents est légèrement supérieure en raison de lapproximation sur la vitesse de la lumière ).
Les astronomes utilisent aussi le parsec (pc) qui est la distance dune étoile dont la parallaxe est dune seconde darc (1 / 3600 ème de degré).
La parallaxe dune étoile est son déplacement apparent par rapport à des " objets " très éloignés lorsque la Terre parcourt son orbite. Elle nest mesurable que pour des étoiles pas trop éloignées (moins de 100 années-lumière).
Le parsec vaut 3,26 années-lumière, soit 206162 UA.
Quelques distances
Système solaire
Jai porté dans le tableau suivant les distances moyennes au Soleil des 9 planètes de notre système exprimées en UA et en gigamètres ( Gm ) (millions de kilomètres); jy ai ajouté la longueur de leurs orbites supposées circulaires, également en Gm, la durée de leur révolution en années terrestres, puis en heures, et enfin la vitesse moyenne de chaque planète sur son orbite, en kilomètres par heure, unité de vitesse qui nous est la plus familière. Les distances en UA et les périodes en années ont été prises dans un manuel ; les autres données ont été calculées, en ne gardant que 3 ou 4 chiffres significatifs, une précision plus grande nayant pas de sens dans notre " astronomie pour gens du monde "
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Mercure | 0,39 | 58,5 | 367 | 0,24 | 2 104 | 175 000 |
Vénus | 0,72 | 108 | 678 | 0,62 | 5 435 | 125 000 |
La Terre | 1,00 | 150 | 942 | 1,00 | 8 766 | 107 000 |
Mars | 1,52 | 228 | 1 432 | 1,88 | 16 480 | 86 900 |
Jupiter | 5,20 | 780 | 4 900 | 11,86 | 104 000 | 48 000 |
Saturne | 9,54 | 1 431 | 8 990 | 29,46 | 258 000 | 34 800 |
Uranus | 19,18 | 2 880 | 18 070 | 84,01 | 736 000 | 24 500 |
Neptune | 36,07 | 5 410 | 33 970 | 164,8 | 1 445 000 | 23 500 |
Pluton | 39,44 | 5 916 | 37 180 | 247,7 | 2 171 000 | 17 100 |
On voit que plus la distance est grande, moins grande est la vitesse, non seulement angulaire, ce qui est assez intuitif, mais aussi " circonférentielle ", ce qui lest moins. Mercure " galope " sur sa petite orbite 10 fois plus vite que le lointain Pluton.
En dehors du système solaire
En dehors du système solaire, les distances sont tout de suite beaucoup plus grandes. Je ne sais pas quelle est " officiellement " létoile la plus proche, mais je sais que " alpha Centauri " est une des plus proches ; elle est à environ 1 parsec, soit 3,26 année-lumière. Cest vraiment la très proche banlieue
La Voie Lactée, la galaxie dont fait partie notre système, a un diamètre de 30 000 parsecs et le Soleil est à 9 000 parsecs du centre ; elle rassemble environ cent milliards détoiles. Et il y a des milliards de galaxies semblables et les distances qui les séparent se mesurent en centaines de mégaparsecs . Vertige .
Quant aux confins de lUnivers observable, ils se situent au-delà de 10 milliards dannées-lumière. Il faut alors compter en gigaparsecs.
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