Dans notre environnement, contraint par le champ de pesanteur et les frottements, tout mouvement est amorti : l'énergie de mouvement d'un objet va être dispersée sous forme de chaleur (frottements = échauffement).
Qu'en est-il dans l'espace ?
Loin de tout champ de pesanteur, la notion de haut et de bas n'a plus de sens... rien ne vous attire vers une quelconque surface sur laquelle pourraient s'exercer des frottements. Il n'y a même pas de gaz pour "frotter" un tant soit peu.
Un objet en mouvement dans un repère donné dans l'espace aura un mouvement uniforme (= à vitesse constante) et de trajectoire rectiligne tant qu'il ne subira l'attraction d'aucun astre. S'il entre dans le champ de pesanteur de l'un d'entre eux, sa trajectoire va s'incurver vers l'astre en question. En fonction de sa trajectoire initiale et de sa vitesse, l'objet pourra :
- s'écraser sur l'astre (c'est le cas de nombreuses météorites qui bombardent notre Terre quotidiennement)
- voir sa trajectoire déviée mais pas suffisamment pour rester piégé (l'objet dévie mais continu sa route)
- se mettre à "graviter" autour de l'astre sur une orbite plus ou moins stable (de nombreux "débris" et autres poussières tournant autour de jeunes étoiles finissent par se rassembler pour former des planètes...).
"C'est qui qui tourne ?"
Comme toujours lorsqu'on parle de mouvement, tout dépend du référentiel dans lequel on l'observe. Cela dit, tout objet lancé dans l'espace observé dans un référentiel qui lui est extérieur (lié à l'astre autour duquel il tourne par exemple) a de fortes probabilités de tourner sur lui même.
- Malgré l'évidence du jour et de la nuit, nous avons mis des millénaires à comprendre que ce phénomène était du à la rotation de la Terre sur elle même (Copernic, Galilée, XVIe siècle).
La planète qui tourne le moins vite dans le système solaire est Vénus (2ème planète). Elle fait un tour sur elle même en 243 jours ! (à l'équateur, il fait jour pendant quatre mois terrestres puis nuit pendant quatre mois...)
Jupiter, grosse boule de gaz, est la plus rapide (Les vents y sont très violents !): elle tourne en 9 h 50min ! (5h de jour, 5h de nuit...)
- Les planètes tournent aussi autour des étoiles. Cette fois leur vitesse de rotation dépend de leur distance à l'étoile.
La plus rapide du système solaire est la plus proche du Soleil : Mercure (58 millions de km). Elle fait le tour du Soleil en 3 mois. (Cela correspondrait à 20 jours d'été, 20 jours d'automne, 20 jours d'hiver et 20 jours de printemps...)
Neptune, la plus éloignée (4 500 millions de km), met 164 ans à faire le tour. (40 années terrestres par saison, mieux vaut naître au début du printemps qu'au milieu de l'automne...)
- Les étoiles elles-mêmes s'assemblent en galaxie et tournent autour de leur centre où se trouve, pour la plupart, un "trou noir", objet mystérieux de notre Univers. Notre système fait partie d'une galaxie dite "spirale" nommée "La Voie Lactée". Elle tire son nom de cette traînée blanchâtre qu'on observe dans le ciel certaines nuits d'été et qui est due à la multitude d'étoiles qui constituent notre galaxie. Et puis les galaxies forment des amas ou super-amas de galaxies... (nous faisons partie de l'"Amas de la Vierge").
Mais à cette distance, peut-on encore parler en kilomètres ?
- Pour la distance Terre / Lune ça va encore : 390 000 km, soit environ 30 fois le diamètre de la Terre quand même...
- Pour la distance Terre / Soleil : 1 500 000 km, ça commence à faire beaucoup de zéro... (on peut utiliser cette distance comme référence, cela s'appelle l'unité astronomique : distance Terre/Soleil = 1 u.a.)
- Pour la distance à l'étoile la plus proche de notre système solaire, Proxima du Centaure, ça se complique. Elle est tellement loin qu'on évalue sa distance en années-lumières : distance parcourue par la lumière en un an !
Vous avez vu en 5è que la vitesse de la lumière est c = 300 000 km / s (la vitesse de la lumière est "une constante", son symbole est la mettre c comme "célérité" et non v)
Alors on peut estimer une année-lumière à :
1 a.l. = 300 000 x 60 secondes x 60 minutes x 24 heures x 325,25 jours = 9 467 280 000 000 km soit environ 9 500 milliards de kilomètres ou encore 9,5 x 1012 km.
Et proxima du Centaure ne se contente pas d'être à 1 a.l. du système solaire mais à 4,2 a.l. soit environ 40 000 milliards de kilomètres. Cela veut dire que lorsqu'on observe cette étoile, on ne la voit pas là où elle est aujourd'hui mais là où elle était il y a 4,2 années. Plus on observe des étoiles lointaines, plus nous voyons une image du passé de notre Univers.
Les astrophysiciens améliorent leur télescopes pour observer toujours plus loin dans l'Univers en espérant percer les mystères de sa formation et comprendre son évolution. Le plus performant est actuellement le télescope spatial James Webb (JWST, pour l'anglais James Webb Space Telescope) lancé en décembre 2021, il complète le travail du premier télescope spatial Hubble en fonction depuis 1990.
Image du "champ profond" (loin dans l'espace) prise par le téléscope orbital Hubble,
on y découvre une multitude de galaxies...
(la galaxie la plus éloignée qu'on ai observée (en 2016) se trouve à 13,4 milliard d'années-lumière...)
