Chapitres
- 01. Définition de l'année de lumière ✨
- 02. Quelle est la valeur d'une année lumière ? ?
- 03. Comment calculer la valeur d'une année de lumière ? ?
- 04. Comment convertir des années lumières ? ?
- 05. Quand utilise-t-on l'année de lumière ? ?
- 06. Comment définir la seconde, la minute, l'heure et le jour de lumière ? ⏱
- 07. Quelle est l'histoire de l'année de lumière ? ?
Une année-lumière est une distance considérable, particulièrement quand elle est bissextile.
Marc Escayrol
L'année lumière (symbole : al) est une unité de mesure de distance utilisée en astronomie. Elle représente la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année.
Comprendre ce que représente une année lumière est la clé pour appréhender les distances astronomiques entre les étoiles et les galaxies.
Pour la calculer simplement, voici la marche à suivre :
| Élément | Valeur |
|---|---|
| Calcul | 1 année lumière = 299792458 m/s x 31536000 s (nombre de secondes dans une année) |
| Valeur | 1 année lumière ≈ 9461000000000 km ≈ 5878000000000 miles |
Mais pour en maîtriser tous les contours, il y a encore bien d'autres choses à savoir ! Valeur, histoire, calcul : petit tour d'horizon de la question.
Définition de l'année de lumière ✨
L’année de lumière (appelée aussi année-lumière) est une unité de distance et non de temps ,comme son nom pourrait le laisser penser.
Elle est donc définie comme la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une année terrestre.
Si on aurait tendance à dire "année-lumière", le programme actuel de physique chimie demande d’utiliser "année de lumière". Il s’agit d’une expression ancienne qui a été largement remplacée par l’expression "année lumière". Elle est employée dans la majorité des textes scientifiques (y compris par le CNRS et le CNES !).
L'année de lumière est une unité de distance surtout utilisée en astronomie (science ou on étudie de grandes distances.)
Le symbole de l'année de lumière est a.l. On peut également rencontrer dans la littérature le terme "l.y" pour "light years" (en anglais).
Le saviez-vous ? ?
Au singulier, on dit une année de lumière ou une année lumière. Mais au pluriel, on écrit "années-lumière".
@les_genies_des_sciences L'année-lumière unité de distance #physique #distance #astronomie #lycée #bac #univers #annéelumiere ♬ son original - les génies des sciences
Quelle est la valeur d'une année lumière ? ?
La valeur précise d'une année lumière est de 9,460730473.1015 m soit, convertie en kilomètres : 9,460730473.1012 km.
Pour travailler, on utilise souvent le chiffre arrondi, soit
ou encore 9,46.1012 km.
On peut retenir l'ordre de grandeur de l'année de lumière, soit 1016 m ou 1013 km.
Comment calculer la valeur d'une année de lumière ? ?
L’année de lumière est une distance. Il est donc possible de retrouver sa valeur en utilisant la relation entre :
La vitesse de la lumière (c)
La distance parcourue (d)
La durée de propagation (Δt)
d = c x Δt où « Δt » doit être en seconde si « c » est en mètre par seconde.
L'un des héros du film d'animation "Toy Story" s'appelle Buzz l'Éclair. Mais son vrai nom est "Buzz Light Year", autrement dit : "Buzz année lumière", afin de montrer que le héros est vraiment rapide !
Si l’on souhaite obtenir une valeur précise, on utilise des valeurs précises pour c (c = 299 792 458 m/s) et pour Δt (calculé en prenant 1 an = 365,25 jours).
? Le calcul est alors :
1 al = 299 792 458 x 365,25 x 24 x 60 x 60 1 al = 9,460730473 x 10 15 m
Valeur approchée de l'année-lumière ✏️
Si l’on ne souhaite obtenir une valeur approchée de l’année lumière avec trois chiffres significatifs (c’est le cas le plus fréquent) alors on peut se contenter d’utiliser des données exprimées avec trois chiffres, en toute logique ! (c = 3,00 x 10 8 m/s et 1 an = 365 jours).
? Le calcul devient :
1 al = 3,00 x 10 8 x 365 x 24 x 60 x 60 1 al = 9,46 x 10 15 m
Comment convertir des années lumières ? ?
? Pour convertir en mètre une valeur exprimée en année de lumière il suffit de la multiplier par la valeur (en mètre) d’une année de lumière :
Distance en mètre = Distance en année de Lumière X 9,46 x 10 15 Pour réaliser l’opération inverse (convertir des mètres en année de lumière) on divise le valeur en mètre par la valeur (en mètre) d’une année de lumière
Distance en année de lumière = Distance en mètre : ( 9,46 x 10 15 )
Le tableau ci-après donne l'exemple de quelques distances :
| Proxima du centaure (étoile la plus proche du Soleil) | 4,24 al |
|---|---|
| Sirius (constellation du grand chien) | 8,61 al |
| Aldébaran (constellation du taureau) | 65,2 al |
| Bételgeuse (constellation d’orion) | 642, al |
| Galaxie d’Andromède | 2,5 x 106 al |
Quand utilise-t-on l'année de lumière ? ?
? L'année-lumière est une unité qui a été définie pour pouvoir exprimer plus facilement les distances astronomiques gigantesques.
On ne l’utilise pas pour les dimensions terrestres ni même pour les distances entre les astres du système solaire
Son utilisation est fréquente pour tout ce qui se trouve au-delà comme les étoiles ou les galaxies.
Et les autres unités de distances ? ?
Si l’année de lumière est souvent utilisée en astronomie ou pour étudier de très grandes distances, il existe d’autres unités de distance astronomiques :
- L’unité astronomique (UA) : cette unité est définie par la distance moyenne de la Terre au Soleil soit 149,5 millions de km. Cette unité sert encore d’étalon de mesure.
- Le parsec (pc) : c’est la distance à laquelle on observerait une longueur d’une unité astronomique (soit la distance Terre-Soleil) sous un angle d'une seconde. Le parsec vaut ainsi 3,26 années de lumière.
- Le rayon solaire (ro) : cette unité sert surtout à comparer la taille des étoiles entre elles. Le rayon solaire correspond à 6,95.108 m, ce qui correspond au rayon du Soleil.
Qui n’a pas entendu dans l’Univers (et surtout l’Univers de Star Wars) que le pilote émérite Han Solo avait fait le Raid de Kessel par 12 parsecs ? Il s’agit tout simplement d’une erreur scénaristique, puisque comme nous l’avons vu plus haut, le parsec est une unité de distance et non de vitesse. Ainsi le célèbre pilote a parcouru : 12 x 3,26 = 39,12 années lumières, ce qui fait beaucoup, mais cela ne reflète pas une vitesse.
Comment définir la seconde, la minute, l'heure et le jour de lumière ? ⏱
Par analogie avec l’année de lumière, il semble donc également possible de définir la seconde de lumière, la minute de lumière, l’heure de lumière etc.
Voici les calculs :
- Une seconde de lumière = 3,00 x 10 8 x 1,00 = 3,00 x 10 8 m
- Une minute de lumière = 3,00 x 10 8 x 60 = 1,80 x 10 10 m
- Une heure de lumière = 3,00 x 10 8 x 60 x 60 = 1,08 x 10 12 m
- Un jour de lumière = 3,00 x 10 8 x 60 x 60 x 24 = 2,59 x 10 13 m
Et ainsi de suite pour n’importe quelle durée !
Ainsi, pour mettre en évidence ces unités de distance on peut dire que :
La distance qui nous sépare de la Lune est de 1,28s
La distance qui nous sépare du Soleil est de 8 min 20s
Le diamètre de la Galaxie fait à peu près 100 000 années
Le rayon approximatif de l'univers est estimé à 13,7 milliards d'années
Quelle est l'histoire de l'année de lumière ? ?
Avant la Renaissance, la lumière était étudiée mais personne n’avait tenté d’en mesurer sa vitesse. Galilée fut l’un des premiers scientifiques qui chercha dans un premier temps à mesurer la vitesse de la lumière en plaçant deux personnes éloignées l’une de l’autre avec des lampes.
De ses expériences, il en déduit que la lumière avait une vitesse finie et que cette vitesse devait être très grande.
? Plus tard, Fermat eut l’idée d’utiliser un miroir pour essayer de calculer la vitesse de la lumière. Descartes étudia lui aussi la vitesse de la lumière, croyant que celle-ci était instantanée.
? Finalement c’est Cassini et Roemer qui furent les premiers à mesurer pour la première fois la vitesse de la lumière. Roemer, en étudiant les satellites de Jupiter, observa une irrégularité dans le mouvement de Io, le satellite le plus proche de la planète.
Cassini reprit ce travail et annonça alors "de ce que la lumière arrive des satellites avec un retard tel qu’il faut 10 ou 11 minutes pour qu’elle franchisse une distance égale au rayon de l’orbite de la Terre."
? C’est finalement Huygens qui en 1690 donne une première estimation de la vitesse de la lumière à environ 204 000 km/s.
? En 1849, Hippolyte Fizeau utilisa un système de roue dentée et de miroirs pour calculer la vitesse de la lumière qu’il estime à 315 000 km/s.
? Léon Foucault perfectionna ensuite le système de miroir, ce qui lui permis d’obtenir en 1862 une valeur de 298 000 km/s.
? Les dernières méthodes de mesures eurent lieu en 1926 par Michelson. Grâce à des miroirs et une distance de 35 km, l’approximation fut de 299 796 km/s.
⚫️ Après les années 1930, l’ère moderne lança la course à la précision : les différents scientifiques employèrent des méthodes toujours plus précises pour calculer la vitesse de la lumière : spectromètre de bande, telluromètre, etc.
? En 1978, Woods, Shotton et Rowley mesurèrent la vitesse de la lumière à 299 792.45898 km/s ±0.0002 km/s.
En 1983, la 17ème conférence des poids et mesures décida enfin que :
Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 s.
Le temps que met la lumière à arriver sur Terre a été calculé très tôt : Cassini trouva en 1693 un temps de 7 minutes et 5 secondes. Un an plus tard, Halley donné 8 minutes 5 alors que Newton la calculait à 7min30. C’est Delambre qui donna la valeur la plus correcte, avec 8min13s.
La valeur exacte connue à ce jour est ainsi située entre 8 min et 19.01s et 8 mun 19.94.
Pour aller plus loin : les trous noirs, qu'est-ce que c'est ? ⚫️
Les trous noirs représentent des concentrations de masse-énergie s'étant effondrées gravitationnellement sous sa propre force d'attraction.
Les trous noirs sont si compacts que même la lumière ne peut se soustraire à cette force (cette caractéristiques est encore difficilement expliquée par la communauté scientifique).
La détection des trous noirs repose donc sur un faisceau d'indices astronomiques. On ne peut pas prouver par observation directe leur présence (et on ne peut pas observer ce qui se passe à l'intérieur d'un trou noir) mais on peut déduire qu'ils existent bel et bien.
À présent, vous avez toutes les informations pour maîtriser les années-lumières sur le bout des doigts : à vous de jouer !
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Ok j’aimerais bien que vous m’aidiez en physique et en chimie
bsr. svp j’aimerai savoir cmt convertir la seconde lumière en Km.
zarre-bi mais gratuit c’est cool
convertir une année de lumière (1a.l.) en mètre (m)
Données : 1 année = 365,25 jours ; 1 jour = 24 h ; 1 h = 3600 s.
Quelqu’un peut-il résoudre cette question pour moi, j’ai un DM et je ne peux pas le faire?
et merci d’avance.
Bonjour ! Il est d’environ 100 000 AL !
Bonne journée !