L'Univers : Structure, Composition et Mouvement

L'univers est composé d'un immense vide dans lequel flottent des milliards de galaxies. Dans chaque galaxie, il y a des milliards d'étoiles, de planètes et de nébuleuses.

Chimiquement, l'univers est composé de 75% d'hydrogène, de 20% d'hélium et de 5% d'autres éléments. En plus de la matière observable, il existe de la matière noire qui constitue environ 90% de la masse de l'univers.

Pour mesurer les distances dans l'univers, on utilise l'année-lumière. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an. La vitesse de la lumière est de 300 000 km/s.

Le système solaire se compose d'une étoile, le Soleil, et des planètes tournant autour de lui, ainsi que d'autres corps célestes comme des comètes, des satellites et des astéroïdes.

Le Soleil est l'une des 100 milliards d'étoiles qui font partie de la Voie Lactée. Le système solaire est situé à une extrémité d'un bras de la Voie Lactée : le Bras d'Orion.

La Voie Lactée fait partie d'un groupe de galaxies plus ou moins proches : le Groupe Local. Le Groupe Local fait partie d'un ensemble plus vaste : le Superamas de la Vierge.

Comment Connaître la Composition des Étoiles ?

Depuis le XVIIe siècle, Isaac Newton a découvert que la lumière est divisée en bandes de différentes couleurs en passant à travers un prisme : le spectre de la lumière. Des techniques de raffinage ont montré qu'il y avait des lignes noires dans ce spectre.

Si l'on analyse la lumière émise par des éléments chimiques (par exemple, l'hydrogène ou l'hélium), on constate que le spectre de la lumière montre des lignes d'absorption, indiquant une absorption de la lumière dans certaines parties de son spectre. Ces spectres d'absorption sont caractéristiques de chaque élément chimique.

En comparant le spectre de la lumière d'une étoile avec les spectres d'absorption des éléments connus, nous pouvons déduire sa composition chimique.

Un Univers en Mouvement

Dans l'univers, tout est en mouvement constant : les planètes tournent autour des étoiles, les étoiles orbitent au centre des galaxies, et les galaxies s'éloignent les unes des autres.

La plus grande attraction gravitationnelle est exercée par les trous noirs, qui sont des concentrations de matière de très forte densité. Ils se forment à partir de l'effondrement d'étoiles massives (plusieurs fois la masse du Soleil).

Les trous noirs sont détectés grâce à l'émission de rayons X produite par l'accélération de la matière qui y tombe. Leur densité est si forte que même la lumière ne peut s'en échapper, et ils peuvent déformer l'espace-temps. Tout ce qui se trouve à une distance de 7,7 millions de km est avalé par le trou noir.

Au centre de notre galaxie, il y a un trou noir massif, Sagittaire A*, autour duquel la galaxie tourne.

Le Big Bang

Il y a environ 13,7 milliards d'années, toute la matière de l'univers était condensée dans une zone relativement petite (l'œuf cosmique).

Une grande explosion (le Big Bang) s'est produite, et à la suite de celle-ci, l'univers actuel s'est formé.

La théorie du Big Bang a été proposée pour expliquer une observation : les spectres des galaxies les plus lointaines présentent un décalage vers le rouge. Pour expliquer cela, il faut comprendre l'effet Doppler.