Introduction

En levant les yeux vers le ciel étoilé, nous percevons l’image d’une voûte sphérique aux dimensions gigantesques, constellée par d’innombrables points plus ou moins lumineux. Nous percevons leur mouvement de rotation, et pouvons donc associer le déplacement des étoiles au passage du temps. Mais lorsque nous observons les étoiles, les planètes, les astres et les galaxies lointaines, ce que nous voyons n’est, en réalité, qu’un souvenir.

Le Projet

Que voyons-nous, ou plutôt, quand ?

Ce que nous voyons dans le ciel n’existe pas au moment de l’observation, mais remonte à un passé plus ou moins lointain, en fonction de la distance entre la Terre et le corps céleste observé. Par exemple, si nous observons aujourd’hui une étoile à 10 années-lumière de notre planète, ce que nous voyons est l’étoile telle qu’elle était il y a 10 ans. Son image voyage à la vitesse de la lumière, et le temps qu’il lui faut pour nous parvenir est proportionnel à sa distance à la Terre. Plus l’objet céleste est éloigné, plus son image met de temps à nous parvenir. Ce principe est toujours valable, de la plus petite à la plus grande distance. En connaissant la distance des corps célestes, nous pouvons savoir à quand remonte l’image que nous voyons.

La vitesse de la lumière

Précisons d’abord que lorsque nous parlons de la vitesse de la lumière, nous faisons référence à sa vitesse dans le vide sidéral. C’est la plus grande vitesse connue, au-delà de laquelle les lois de la physique que nous avons conçues n’ont plus de sens.
La lumière parcourt 9 460 730 472 580,8 km en une année solaire, nous définissons donc cette distance comme une année-lumière :

Al = 9.460.730.472.580,8 km

Cette mesure ne convient pas pour les distances interplanétaires dans notre système solaire, car on estime que les dernières planètes de ce système ne sont qu’à environ 5 000 000 km du centre, et en divisant cette longueur par la vitesse de la lumière, on obtient une valeur très faible, peu pratique pour nos analyses :

5.000.000.000 / 9.460.730.472.580,8 = 0,0005285004170123 Al

Les mesures à considérer sont plutôt l’heure-lumière et la minute-lumière, c’est-à-dire les distances parcourues par la lumière en une heure et en une minute. On les obtient en divisant l’année-lumière par les heures de l’année solaire et ensuite les minutes de l’heure :

heure-lumière = 9.460.730.472.580,8 km / 8.766 h = 1.079.252.848,8 km/h

minute-lumière = 1.079.252.848,8 km / 60 m = 17.987.547,48 km/min

Par souci de précision, nous calculons également la longueur de la seconde-lumière, ce qui nous donnera la mesure standard de la vitesse de la lumière en secondes, approximée par commodité à 300 000 km/s :

seconde-lumière = 17.987.547,48 / 60 s = 299.792,458 km/s 300.000 km/s

Distances et temps dans le système solaire

Considérons maintenant les distances entre nos sept planètes et le Soleil. Calculons les temps relatifs, et ordonnons-les du plus proche au plus lointain. Il s’agit évidemment de longueurs moyennes, les planètes tournant autour du Soleil sur des orbites elliptiques à des vitesses différentes, et les distances interplanétaires étant variables :

Nous pouvons enfin représenter les temps de notre système solaire dans un graphique :

En conclusion, les temps calculés varient de 2 minutes à plus de 6 heures, les planètes que nous voyons dans le ciel ne sont pas dans la position dans laquelle nous les voyons. Dans certains cas, elles ne sont même pas dans le ciel au moment où nous les observons, comme cela peut facilement être le cas pour les plus lointaines : en observant Saturne, par exemple, au moment où elle se couche à 5 heures du matin, elle s’est en fait déjà couchée depuis plus d’une heure, et se trouve en dehors de notre ciel visible. Ce que nous voyons n’est que son image, une ombre, un souvenir.

Dans un prochain article, nous aborderons le temps dans l’observation des étoiles et des galaxies.

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