La forme de la terre
 La forme de la Terre est celle d’un ellipsoïde légèrement aplati aux pôles et renflé à l’équateur. Cette forme résulte de la rotation de la planète sur elle-même qui provoque une force centrifuge plus importante à l’équateur qu’aux pôles. On parle plus précisément de géoïde pour désigner la forme réelle de la Terre qui tient compte des irrégularités du champ gravitationnel et des reliefs. Le géoïde correspond à la surface moyenne des océans prolongée sous les continents et perpendiculaire en tout point à la direction de la pesanteur. Cette forme complexe est utilisée en géodésie pour les mesures précises de position et d’altitude. Ainsi bien que la Terre paraisse sphérique à grande échelle sa forme réelle est légèrement irrégulière et adaptée aux contraintes physiques de sa structure et de sa rotation.

 1. Vue générale du système géocentrique  Une représentation du cosmos antique avec la Terre immobile au centre et les sphères célestes tournant autour.
 2. Portrait de Claude Ptolémée Une évocation artistique du savant antique avec des instruments comme l’astrolabe et la sphère armillaire.
 3. Utilisation médiévale du modèle Scène montrant un astronome médiéval utilisant le modèle de Ptolémée pour prédire les positions des astres à l’aide de manuscrits et outils anciens.

Le premier croquis montre une galaxie remplie d’étoiles pour illustrer leur abondance dans l’univers.  Le deuxième représente le cycle de vie des étoiles, depuis la nébuleuse jusqu’aux stades finaux comme la naine blanche, l’étoile à neutrons ou le trou noir.  Le troisième illustre l’interaction gravitationnelle entre galaxies, évoquant leur danse cosmique.  Le quatrième montre un faisceau lumineux traversant l’espace, symbolisant le voyage de la lumière à travers l’univers.  Le cinquième présente des étoiles en combustion, en explosion et en renaissance, soulignant les processus dynamiques de l’évolution stellaire.  Le sixième évoque le théâtre cosmique avec des planètes et des lunes lointaines et cachées.  Le septième montre une scène spatiale sombre et silencieuse, mettant en avant le calme de l’univers.
 Le huitième croquis célèbre la beauté poétique du cosmos avec une scène colorée et éclatante.

La première image représente l’histoire de l’univers sous forme de cône temporel partant du Big Bang et s’élargissant vers le présent et le futur, avec des étapes clés comme l’inflation, le fond diffus cosmologique, les âges sombres, la formation des galaxies et l’expansion accélérée. La deuxième image montre une structure galactique centrée sur une source lumineuse bleue, entourée de corps célestes en orbite dans un motif spiralé, le tout sur un fond spatial quadrillé évoquant la courbure de l’espace-temps. La troisième image illustre l’expansion de l’univers depuis le Big Bang, avec un cône coloré allant du rouge au bleu, traversé par des galaxies et des étoiles, et surmonté d’un quadrillage symbolisant la structure dynamique de l’espace-temps.

L'Univers est surtout vide

L’éloignement des objets qui composent l’univers est une conséquence de l’expansion cosmique. Depuis le Big Bang, l’espace lui-même se dilate, ce qui entraîne un accroissement des distances entre les galaxies. Ce phénomène n’est pas dû à un mouvement dans l’espace mais à l’étirement de l’espace lui-même. Plus une galaxie est éloignée de nous, plus sa lumière est décalée vers le rouge, ce qui indique qu’elle s’éloigne à grande vitesse. Cette observation a été formulée par Edwin Hubble au XXe siècle et constitue l’un des fondements de la cosmologie moderne. L’expansion de l’univers est décrite par la métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker et modélisée par les équations de la relativité générale. Elle implique que l’univers n’a pas de centre d’expansion et que chaque point de l’espace voit les autres s’éloigner. Ce phénomène se poursuit aujourd’hui et semble même s’accélérer sous l’effet d’une énergie noire encore mal comprise.

La première image représente une galaxie spirale vue de face, probablement Andromède. Elle montre un noyau lumineux entouré de bras spiraux riches en étoiles, gaz et poussière, avec un fond étoilé parsemé d’objets célestes.
 La seconde image illustre l’échelle de l’univers en une série de structures cosmiques croissantes : système solaire, nuage interstellaire local, bulle locale, bras d’Orion, Voie lactée, groupe local, superamas de la Vierge et univers observable. Chaque niveau est clairement identifié, offrant une vue hiérarchique de notre position dans le cosmos.

La voie lactée

La Voie lactée est la galaxie dans laquelle se trouve notre système solaire. Elle apparaît comme une bande blanchâtre dans le ciel nocturne, formée par la lumière de milliards d’étoiles trop éloignées pour être distinguées individuellement. Cette galaxie est une spirale barrée, contenant environ 100 à 400 milliards d’étoiles, ainsi que du gaz, de la poussière et de la matière noire. Elle mesure environ 100 000 années-lumière de diamètre. Le Soleil se situe à environ 27 000 années-lumière du centre galactique, dans un bras appelé le bras d’Orion. La Voie lactée tourne sur elle-même, et cette rotation influence la dynamique des étoiles et des nébuleuses. Elle fait partie d’un groupe local de galaxies, comprenant notamment Andromède et le Triangle. L’étude de la Voie lactée permet de mieux comprendre la formation des galaxies, l’évolution stellaire et la structure de l’univers.
 

La première image présente une comparaison visuelle des trois types d’amas stellaires : les associations stellaires sont représentées par des étoiles dispersées et peu liées, les amas ouverts montrent un regroupement modéré d’étoiles bleues comme les Pléiades, et les amas globulaires apparaissent comme une sphère dense d’étoiles anciennes, illustrant leur forte concentration et leur ancienneté.
La deuxième image adopte un style schématique avec un fond beige et des étoiles stylisées en noir, où les associations stellaires sont peu compactes et jeunes, les amas ouverts sont plus concentrés et issus d’un même nuage moléculaire, et les amas globulaires sont très denses et anciens, situés hors du plan galactique.
La troisième image reprend cette typologie avec une esthétique manuscrite et une texture parcheminée, en soulignant que les associations sont transitoires, les amas ouverts sont visibles dans le disque galactique et les amas globulaires sont sphériques et localisés dans le halo galactique, offrant une synthèse claire des caractéristiques structurelles et dynamiques de chaque type d’amas.

Les amas d'étoiles

Un amas d’étoiles est un regroupement d’étoiles liées gravitationnellement, formées ensemble dans un même nuage moléculaire. Il existe deux grands types d’amas. Les amas ouverts sont composés de quelques dizaines à quelques milliers d’étoiles jeunes, souvent bleues, situées dans le disque des galaxies. Ils sont peu denses et se dispersent avec le temps. Les Pléiades et les Hyades sont des exemples visibles à l’œil nu. Les amas globulaires, eux, sont très denses, sphériques, et contiennent des centaines de milliers à des millions d’étoiles très anciennes. Ils orbitent autour du centre des galaxies, en dehors du disque. Omega Centauri et M13 sont parmi les plus connus. Les amas stellaires sont des laboratoires naturels pour étudier l’évolution stellaire car leurs étoiles ont le même âge et la même composition chimique. Leur cohésion est assurée par la gravitation, mais ils peuvent se dissoudre sous l’effet des interactions internes et des perturbations galactiques.
 

Voici une illustration inspirée de ton paragraphe : un vaste paysage cosmique où des milliards de galaxies de formes variées — spirales, elliptiques, irrégulières — s’entrelacent dans une toile de filaments lumineux. On y voit des nébuleuses colorées, des étoiles en formation, des trous noirs discrets, des planètes isolées, et des nuages de gaz et de poussières. Chaque galaxie semble être un monde autonome, une archive du temps, baignée dans une lumière qui a traversé des milliards d’années.

Des Milliards de galaxies

Des milliards de galaxies peuplent l’univers, chacune contenant des milliards d’étoiles, des nébuleuses, des trous noirs, des planètes, des gaz et des poussières. Elles se regroupent en amas, en filaments, en structures colossales qui dessinent une toile cosmique. Certaines sont spirales, d’autres elliptiques ou irrégulières. Leur lumière met des millions voire des milliards d’années à nous parvenir. Elles naissent, évoluent, fusionnent, meurent. Leur diversité reflète l’histoire de l’univers, ses lois physiques, ses mystères encore insondables. Chaque galaxie est un monde en soi, une archive du temps, un laboratoire naturel. L’observation de ces galaxies nous permet de comprendre la matière noire, l’énergie sombre, l’expansion cosmique. Elles sont les témoins silencieux d’un passé lointain, les balises d’un avenir inconnu.
 

L’image montre quatre types de galaxies réparties en quadrants. En haut à gauche, une galaxie spirale avec un noyau lumineux doré et des bras bleus enroulés, parsemés de zones rosées de formation stellaire. En haut à droite, une galaxie elliptique de forme ovale, uniforme et jaunâtre, avec un noyau brillant qui s’estompe vers l’extérieur. En bas à gauche, une galaxie irrégulière au centre dense, entourée de structures chaotiques et de teintes bleues et rouges indiquant des régions de naissance d’étoiles. En bas à droite, une galaxie spirale barrée avec une barre centrale brillante et des bras moins définis, contenant des zones de formation stellaire. Le fond est sombre, parsemé d’étoiles de différentes tailles et luminosités.

A quoi ressemblent les galaxies ?

Les galaxies sont des ensembles gigantesques d’étoiles, de gaz, de poussière et de matière noire, liés par la gravité et organisés selon différentes formes. Certaines galaxies ont une forme spirale, avec un noyau central lumineux et des bras enroulés autour, comme la Voie lactée ou Andromède. D’autres sont elliptiques, plus ou moins sphériques ou allongées, avec une structure uniforme et peu de gaz. Les galaxies irrégulières n’ont pas de forme définie et présentent des zones chaotiques de formation d’étoiles. Leur taille varie de quelques milliers à plusieurs centaines de milliards d’étoiles. Elles peuvent contenir des trous noirs supermassifs en leur centre et sont souvent regroupées en amas ou superamas. Leur apparence dépend de leur âge, de leur composition, de leur environnement et de leurs interactions avec d’autres galaxies.
 

L’image est divisée en deux parties. À gauche, plusieurs galaxies sont représentées avec des flèches pointant dans différentes directions, illustrant leur éloignement progressif dû à l’expansion de l’univers. Les flèches sont plus longues pour les galaxies plus éloignées, ce qui montre que plus une galaxie est distante, plus elle s’éloigne rapidement. À droite, un schéma concentrique montre l’univers en expansion depuis un point central lumineux nommé Big Bang. Les cercles successifs représentent les étapes de cette expansion jusqu’à aujourd’hui, avec un dégradé de couleurs allant du orange chaud au bleu sombre. Ce visuel illustre la dilatation de l’espace et la chronologie cosmique depuis l’origine.

Les galaxies s'éloignent

 Les galaxies s’éloignent les unes des autres en raison de l’expansion de l’univers. Ce phénomène ne correspond pas à un déplacement dans l’espace mais à une dilatation de l’espace lui-même. Plus une galaxie est éloignée, plus sa lumière est décalée vers le rouge, ce qui indique qu’elle s’éloigne rapidement. Ce décalage spectral cosmologique a été observé par Edwin Hubble en 1929 et confirmé par la relativité générale. L’expansion est homogène et isotrope, ce qui signifie qu’elle se produit de manière uniforme dans toutes les directions. Ce mouvement n’affecte pas la taille des galaxies elles-mêmes car leur gravité interne les maintient cohérentes. Ce phénomène implique qu’au passé l’univers était plus dense et plus chaud, ce qui soutient le modèle du Big Bang.

L’image est composée de deux parties. À gauche, le Big Bang est représenté par un point lumineux orange intense entouré de particules et de noyaux atomiques qui s’éloignent dans toutes les directions, illustrant l’expansion initiale de l’univers et la formation des premiers éléments. À droite, une carte ovale du fond diffus cosmologique montre des variations de température et de densité en bleu, vert, jaune et orange, correspondant aux traces du rayonnement fossile issu du Big Bang. Des symboles d’atomes et de liaisons sont associés à cette carte pour indiquer la présence d’hydrogène neutre à cette époque. L’ensemble est posé sur un fond spatial sombre parsemé d’étoiles.

Qu'est-ce que le big-bang ?

Le Big Bang est le modèle cosmologique qui décrit l’origine et l’évolution de l’univers à partir d’un état initial extrêmement dense et chaud. Il ne s’agit pas d’une explosion dans l’espace mais d’une expansion rapide de l’espace lui-même. Il y a environ 13,8 milliards d’années, toute la matière et l’énergie de l’univers étaient concentrées en un point minuscule. En une fraction de seconde, cet univers primordial s’est dilaté, donnant naissance aux particules élémentaires, puis aux noyaux atomiques. Environ 380 000 ans plus tard, les premiers atomes se sont formés et la lumière a pu circuler librement, produisant le rayonnement fossile que l’on observe encore aujourd’hui. Ce modèle est soutenu par plusieurs observations comme le décalage vers le rouge des galaxies, la distribution des éléments légers et le fond diffus cosmologique. Le Big Bang marque le début de l’espace, du temps et de la matière telle que nous la connaissons.