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Quand vous entendez l’expression année-lumière, vous pensez peut-être au prime abord qu’il s’agit d’une mesure de temps, parce qu’elle comprend le mot année. En réalité, l’année-lumière est une unité de mesure de longueur où l’on utilise la lumière comme référence. Si vous avez déjà dit à un ami que vous étiez à 5 minutes de chez lui, sachez que vous avez utilisé ainsi le temps comme mesure de distance [1] . Les distances entre les étoiles dans l’univers sont énormes et c’est la raison pour laquelle les astronomes utilisent l’année-lumière pour avoir une unité plus grande que le kilomètre ou le mille. Si vous voulez calculer la distance réelle d’une année-lumière, il vous faut juste multiplier la vitesse de la lumière par le nombre de secondes en une année.
Étapes
Partie 1
Partie 1 sur 2:Calculer une année-lumière
Partie 1
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1Apprenez ce qu’est une année-lumière. Une année-lumière est une unité de longueur indiquant la distance parcourue par la lumière pendant une année terrestre. Étant donné que les distances dans l’univers sont trop grandes, les astronomes utilisent l’année-lumière comme unité de mesure. Si cette unité n’existait pas, parler des distances entre deux astres nécessiterait l’usage de nombres élevés et complexes [2] .
- Si vous étudiez l’astronomie, vous pourriez découvrir une autre unité de mesure, notamment le parsec. Un parsec équivaut à 3,26 années-lumière. Cette unité de longueur aide en quelque sorte à simplifier les nombres utilisés pour effectuer des calculs et discuter des distances en astronomie [3] .
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2Écrivez la formule pour calculer la distance. Dans les formules couramment utilisées en physique, la distance est égale à la vitesse fois le temps de parcours, soit d = v x t. Vous pouvez donc calculer la distance d’une année-lumière avec la formule suivante : année-lumière = (vitesse de la lumière) x (un an) . Étant donné que la vitesse de la lumière est notée par la constante c, il est possible de réécrire l’équation d’une autre façon, soit d = c x t. Dans cette formule, d représente la distance d’une année-lumière, c est la vitesse de la lumière et la constante t représente le temps de parcours [4] .
- Connaitre en kilomètres la distance parcourue par la lumière en une année revient à exprimer la vitesse de la lumière en kilomètres par seconde. Ainsi, si vous souhaitez calculer cette distance en milles, vous devrez exprimer la vitesse de la lumière en milles par seconde.
- Pour faire ce calcul, vous devrez également savoir combien de secondes il y a en une année terrestre.
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3Définissez la vitesse de la lumière. Dans le vide, la lumière se propage à une vitesse de 299 792 458 m/s (environ 300 000 km/s). Cette vitesse encore appelée célérité équivaut à environ 186 000 milles à la seconde, soit 670 616 629 milles à l’heure [5] . Dans notre exemple, nous allons exprimer la vitesse en milles par seconde.
- Pour effectuer ce calcul, la variable c représente la vitesse de la lumière et équivaut à 186 000 milles par seconde. Vous pouvez réécrire cette valeur en notation scientifique à 1,86 x 105 milles par seconde.
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4Calculez le nombre de secondes dans une année. Pour trouver ce nombre, vous devez effectuer une série de multiplications à l’aide d’unités de conversion. On sait qu’il y a 365 jours dans 1 année normale, 24 heures dans 1 journée, 60 minutes dans 1 heure et 60 secondes dans 1 minute. Donc, pour savoir combien de secondes il y a dans une année, vous n’aurez qu’à multiplier ces différents termes.
- On obtient donc ceci : 1 an x 365 jours/an x 24 heures/jour x 60 minutes/heure x 60 secondes/minute = 31 536 000 secondes [6] .
- Encore une fois, vous pouvez exprimer ce nombre en notation scientifique comme ceci : 3,154 x 107.
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5Remplacez les variables dans l’équation et résolvez-la. Une fois que vous avez les valeurs des constances c et t, vous pouvez les remplacer dans l’équation d = c x t et la résoudre pour obtenir la distance d’une année-lumière. Remplacez c par sa valeur (1,86 x 105 milles par seconde) et t par valeur (3,15 x 107 secondes) [7] :
- d = c x t
- d = (1,86 x 105) x (3,154 x 107 secondes)
- d = 5,8 x 1012 ou 5,8 trillions de milles
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6Calculez la distance en kilomètres. Pour calculer la distance en kilomètres, vous devez juste remplacer la vitesse de la lumière par la vitesse en kilomètres par seconde : 3,00 x 105. Le temps exprimé en secondes reste le même, car aucune conversion n’est nécessaire [8] :
- d = c x t
- d = (3 x 105) x (3,154 x 107 secondes)
- d = 9,46 x 1012 ou 9,5 trillions kilomètres
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Partie 2
Partie 2 sur 2:Convertir les distances en année-lumière
Partie 2
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1Identifiez la distance à convertir. Avant de commencer, il serait bon de vous assurer que la distance à parcourir est en milles (si vous voulez utiliser des unités de mesure anglo-saxonnes) ou en kilomètres (si vous allez utiliser des unités du système métrique). Cela n’aura aucun sens de convertir de petites distances en années-lumière, sauf si vous êtes curieux.
- Si vous voulez convertir des unités de distance de pied en mille, souvenez-vous que dans un mille il y a 5 280 pieds : x ft (1 mille / 5 280 ft) = milles [9] .
- Si vous voulez convertir des unités de mètre en kilomètre, vous n’aurez qu’à diviser le nombre en question par 1 000 : x m (1 km / 1 000 m) = km.
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2Déterminez le facteur de conversion correspondant. Vous devez maintenant identifier les unités de la longueur que vous voulez convertir en années-lumière. Si vous souhaitez convertir des unités de distance de kilomètre en année-lumière, vous devez utiliser un facteur de conversion autre que ce que vous utiliseriez si vous souhaitez convertir des milles en années-lumière.
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3Multipliez la distance initiale par le facteur de conversion. Maintenant que vous avez déterminé le facteur de conversion correspondant, vous pouvez le multiplier par la distance initiale pour obtenir la distance exprimée en années-lumière. Une fois encore, lorsque les nombres sont très élevés, il est préférable d’utiliser la notation scientifique.
- Par exemple, si vous savez qu’un objet se trouve à environ 14,2 x 1014 milles de la Terre, quelle est sa distance en années-lumière ?
- Utilisez le facteur de conversion pour les milles : 1 / (5,88 x 1012).
- Effectuez cette multiplication : (14,2 x 1014) x (1 / (5,88 x 1012)) = 2,41 x 102 = 241 années-lumière.
- L’objet de notre exemple est donc à 241 années-lumière.
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4Recherchez de l’aide. Il est toujours bon de demander de l’aide à son professeur ou à ses camarades de classe. Si vous avez des difficultés à convertir une distance en année-lumière, n’oubliez pas que vous pouvez également trouver de nombreuses ressources en ligne ou dans votre manuel. N’hésitez pas à demander de l’aide au besoin.
- N’oubliez pas que pour trouver des solutions, il y a toujours plusieurs façons d’obtenir de l’aide.
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Références
- ↑ http://earthsky.org/space/what-is-a-light-year
- ↑ http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/distance.html
- ↑ http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/distance.html
- ↑ http://www.gcse.com/eb/universe3.htm
- ↑ http://www.universetoday.com/38040/speed-of-light-in-mph/
- ↑ http://www.gcse.com/eb/universe3.htm
- ↑ http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/distance.html
- ↑ http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/distance.html
- ↑ http://www.asknumbers.com/MilesToFeetConversion.aspx
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