Nouveau manuel de Sciences et Technologie 6e
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Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
Les espèces chimiques et l'identification
Ch. 2
Les transformations chimiques
Ch. 3
Les états de la matière
Ch. 4
Les mélanges et la solubilité
Ch. 5
L'organisation de la matière dans l'Univers
Thème : 2 Mouvements et interactions
Ch. 6
La vitesse des systèmes
Ch. 7
Les nature des mouvements
Ch. 8
La modélisation des actions
Thème 3 : Énergie, transferts et conversions
Ch. 9
Les différentes formes d’énergie et les conversions
Ch. 10
Les circuits électriques et les lois
Ch. 11
La puissance électrique et la consommation
Thème 4 : Signaux pour observer et communiquer
Ch. 12
Les signaux lumineux et sonores
Annexes
Fiches méthodes
5 - L'organisation de la matière dans l'Univers
Activité documentaire
L'observation astronomique
✔ Aborder quelques distances astronomiques et différentes unités.
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Introduction
Afin d'étudier les premières étoiles, le nouveau télescope James Webb a été lancé le 15 décembre 2021. Il se
trouve à 1,6 million de kilomètres de la Terre. Plus grand et plus performant que son prédécesseur Hubble,
qui se trouve dans l'espace depuis le 24 avril 1990, James Webb permet d'observer des objets célestes plus
lointains et de façon plus précise.
Problématique
Quelles sont les unités adaptées pour exprimer les distances dans l'Univers ?
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Doc. 1Earendel
L'étoile Earendel a été découverte en mars 2022 par le télescope Hubble.
Il s'agit de l'étoile la plus lointaine jamais observée, si lointaine que la
lumière émise par celle-ci a voyagé pendant près de 13 milliards d'années
avant de parvenir jusqu'à la Terre ! À titre de comparaison, la lumière met
environ une seconde pour faire la distance Terre-Lune.
Aujourd'hui, cette étoile est encore plus éloignée en raison de l'expansion de l'Univers. Par rapport à la Terre, sa distance actuelle est estimée à 2,7 \times 10^{26} m ! De la lumière qui partirait aujourd'hui d'Earendel mettrait près de 28 milliards d'années avant d'atteindre notre position dans l'Univers.
Aujourd'hui, cette étoile est encore plus éloignée en raison de l'expansion de l'Univers. Par rapport à la Terre, sa distance actuelle est estimée à 2,7 \times 10^{26} m ! De la lumière qui partirait aujourd'hui d'Earendel mettrait près de 28 milliards d'années avant d'atteindre notre position dans l'Univers.
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Doc. 2TRAPPIST-1
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TRAPPIST-1 est un système planétaire se
trouvant à environ 2,6 \times 10^6 unités astronomiques (ua) de la Terre.
Ce système serait constitué d'une naine rouge (TRAPPIST-1a) en son centre, beaucoup plus froide que le Soleil, et de sept planètes probablement rocheuses.
TRAPPIST-1 a été découverte en 2005 par le télescope belge Trappist (Transiting planets and planetesimals small telescope).
Ce système serait constitué d'une naine rouge (TRAPPIST-1a) en son centre, beaucoup plus froide que le Soleil, et de sept planètes probablement rocheuses.
TRAPPIST-1 a été découverte en 2005 par le télescope belge Trappist (Transiting planets and planetesimals small telescope).
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Doc. 3Sagittarius A*
Sagittarius A* est un trou noir géant situé dans
notre galaxie, à 250 millions de milliards de
kilomètres de la Terre.
Le télescope Event Horizon et son réseau de télescopes terrestres ont permis de créer une image de ce trou noir géant situé au centre de la Voie lactée. Cette image a été dévoilée au grand public le 12 mai 2022. Sagittarius A* a une masse environ 4 millions de fois supérieure à celle du Soleil !
Le télescope Event Horizon et son réseau de télescopes terrestres ont permis de créer une image de ce trou noir géant situé au centre de la Voie lactée. Cette image a été dévoilée au grand public le 12 mai 2022. Sagittarius A* a une masse environ 4 millions de fois supérieure à celle du Soleil !
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La masse du trou noir Sagittarius A* est tellement plus
grande que celle du Soleil qu'on aurait le même rapport
de masse entre une baleine bleue et une mésange !
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Doc. 4Année-lumière
L'année-lumière (\text{al}) est une unité de distance correspondant à la distance parcourue par la lumière en
une année dans le vide, soit environ 9 500 milliards
de kilomètres : 1 \text{ al}=9,5 \times 10^{15} \mathrm{~m}.
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Doc. 5Unité astronomique
L'unité astronomique (\mathrm{ua}) correspond à la distance
moyenne Terre-Soleil, soit environ 150 millions de
kilomètres. Elle est utilisée pour exprimer les distances entre les objets célestes du Système solaire, ou
à proximité : 1 \text { ua }=1,5 \times 10^{11} \mathrm{~m}.
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Questions
1. L'année-lumière est une unité :
2. Expliquer pourquoi les kilomètres (\mathrm{km}) ne sont pas une unité adaptée à l'échelle de l'Univers.
3. Vérifier par un calcul la valeur fournie dans le Doc. 4, sachant que la lumière se propage dans le vide à une
vitesse de c=300 000 000 \mathrm{~m} / \mathrm{s}.
4. Compléter les champs de réponses dans le tableau.
5. Compléter le schéma suivant, qui n'est pas à l'échelle, en ajoutant les noms des objets célestes évoqués dans les documents et la distance qui les sépare de la Terre en année-lumière \mathrm{(al)}.
6. À la lecture du Doc. 1, proposer une explication à l'expression « Voir loin, c'est voir dans le passé ».
2. Expliquer pourquoi les kilomètres (\mathrm{km}) ne sont pas une unité adaptée à l'échelle de l'Univers.
| Unité de distance | Distance en unité astronomique (\mathrm{ua}) | Distance en mètre (\mathrm{m}) | Distance en année-lumière \mathrm{(al)} |
| Distance Terre-Earendel | |||
| Distance Terre-TRAPPIST-1 | |||
| Distance Terre-Sagittarius A* |
5. Compléter le schéma suivant, qui n'est pas à l'échelle, en ajoutant les noms des objets célestes évoqués dans les documents et la distance qui les sépare de la Terre en année-lumière \mathrm{(al)}.
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6. À la lecture du Doc. 1, proposer une explication à l'expression « Voir loin, c'est voir dans le passé ».
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