Distances astronomiques : repères
Attention, cramponnez-vous : vertige assuré ! Vous allez comprendre pourquoi on ne peut pas représenter le système solaire dans une salle de musée si on respecte à la fois les échelles de tailles relatives et de distances entre les astres. Je vous donne des repères sur les distances astronomiques, dans le système solaire et au-delà. Vous allez vous sentir tout petits !
Dans le système solaire
• Terre-Soleil : tailles et distances
Pour commencer, voici les données brutes :
- Taille de la Terre : 6 371 km de rayon ;
- Taille du Soleil : 696 340 km de rayon ;
- La distance Terre-Soleil est d’environ 150 millions de kilomètres. Cette distance correspond à une unité astronomique (UA).
Difficile de se représenter à quoi cela correspond… Alors utilisons des comparaisons.
Si le Soleil faisait la taille d’un pamplemousse (10 cm de diamètre), la Terre aurait la dimension d’un grain de couscous et serait située à une distance de 10 mètres du pamplemousse. À cette échelle, on ne tient déjà plus sur la page d’une encyclopédie ; on peut la visualiser dans une salle de classe. Mais on a du mal à distinguer la Terre.
Rapprochons-nous… Si le Soleil avait le diamètre d’un ballon de basket, la Terre serait une perle de rocaille (vous savez, ces toutes petites perles d’1 mm de diamètre qui servent à tisser des bijoux), ou une tête d’épingle placée à une distance de plus de 25 mètres, soit la longueur d’un terrain de tennis.
• Distances entre le Soleil et les planètes du système solaire
On utilise deux unités pour mesurer les distances dans le système solaire : le kilomètre et l’unité astronomique (UA). Comme on l’a vu ci-dessus, l’UA correspond à la distance entre la Terre et le Soleil.
Voici la distance entre le Soleil et les planètes du système solaire*, en millions de km et en UA :
- Mercure : 58 millions de km / 0,39 UA
- Vénus : 108 millions de km / 0,7 UA
- Terre : 150 millions de km / 1 UA
- Mars : 228 millions de km / 1,5 UA
- Jupiter : 779 millions de km / 5,2 UA
- Saturne : 1 428 millions de km / 9,5 UA
- Uranus : 2 884 millions de km / 19,2 UA
- Neptune : 4 525 millions de km / 30,1 UA
*Ces distances sont approximatives. Elles varient légèrement au cours de la révolution des planètes autour du Soleil car les orbites sont elliptiques.
Comme vous pouvez le constater, l’UA est beaucoup plus parlante que les millions de kilomètres pour avoir une idée de l’éloignement des planètes du système solaire par rapport au Soleil. Ainsi, on comprend facilement que Jupiter est cinq fois plus éloignée du Soleil que la Terre, et Neptune, 30 fois.
On peut aussi évoquer les distances en temps de trajet théorique. S’il faut environ 3 jours pour parcourir les quelque 300 000 km qui séparent la Terre de la Lune (0,3 million de kilomètres), il faudrait 6 mois pour aller sur Mars, 30 ans pour Jupiter et environ 120 ans pour rejoindre Neptune.
Si nous reprenons notre Soleil de la taille d’un ballon de basket, il nous faudrait un rayon de 750 mètres pour placer toutes les planètes du système solaire à la bonne distance. Soit la distance que l’on parcourt à pied en 10 minutes !
• Tailles relatives des planètes du système solaire
Commençons encore une fois par les données brutes. Voici les dimensions des huit planètes du système solaire (diamètre) :
- Mercure : 4 880 km
- Vénus : 12 100 km
- Terre : 12 760 km
- Mars : 6 790 km
- Jupiter : 142 940 km
- Saturne : 120 540 km
- Uranus : 51 120 km
- Neptune : 49 530 km
Là encore, les chiffres ne sont pas très parlants. On voit que le diamètre de Mars est deux fois plus petit que celui de la Terre et que Jupiter et Saturne sont géantes. Mais l’image est beaucoup plus significative pour appréhender les tailles relatives des planètes du système solaire !
• Taille des planètes par rapport au Soleil
Une image vaut mille mots quand on évoque les dimensions et les distances astronomiques. Les planètes gazeuses, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, qui paraissaient géantes sur l’image précédente, ne nous semblent plus très impressionnantes. Et on distingue à peine la Terre et les autres planètes rocheuses du système solaire. On commence à se sentir vraiment tout petit…
Au-delà du système solaire
• Taille du Soleil par rapport aux autres étoiles
On relativise encore bien davantage quand on apprend que notre étoile, le Soleil, est une étoile plutôt moyenne dans notre galaxie. Pas la plus petite, mais pas non plus la plus grosse, et de loin ! Sur ce document, dès la deuxième image on ne pourrait plus le distinguer tant sa taille est réduite par rapport aux autres étoiles.
• Distances astronomiques en années-lumière
Une année-lumière, c’est la distance parcourue par la lumière en une année. La lumière se déplace à la vitesse de 300 000 km par seconde. Une année-lumière correspond à 10 000 milliards de kilomètres.
C’est une autre manière de mesurer les distances astronomiques. Quand elles deviennent si grandes, des centaines de milliards de kilomètres ne suffisent plus. À une année-lumière, on est loin du système solaire. La Terre n’est qu’à 8 minutes-lumière du Soleil. Mais on est encore tout près : notre Galaxie a une dimension de 100 000 années-lumière.
• Dans notre Galaxie et au-delà
Si on reprend encore la comparaison du ballon de basket et de la tête d’épingle, l’étoile la plus proche du système solaire, Proxima du Centaure, se trouve à plus de 5 500 km, soit l’équivalent de la distance Paris-Montréal ! Quand on sait qu’elle se situe à “seulement” 4 années-lumière, que ce n’est qu’une des centaines de milliards d’étoiles de notre Galaxie, qui n’est qu’une des 125 milliards de galaxies connues pour le moment… À ce sujet, Nathalie Cabrol est passionnante.
Et entre ces astres, si éloignés les uns des autres, qu’y a-t-il ? Du vide.
Pour aller (encore) plus loin…
L’astronomie vous intéresse ? Lisez notre article sur la quête des exoplanètes.
Si ce vertige ne vous suffit pas, sachez qu’on peut plonger dans l’infiniment petit aussi loin que dans l’infiniment grand. Regardez Les Puissances de 10, film impressionnant qui a fait naître bien des vocations scientifiques !
Élise Levet
