Physique du primaire et du collège · Grades 1–9
11La Lune dans le ciel
Certains soirs, un mince sourire argenté est suspendu au-dessus des toits ; deux semaines plus tard, une lanterne toute ronde inonde le jardin d’une lumière pâle. C’est la même Lune — notre voisine la plus proche dans le ciel, et le seul autre monde sur lequel des humains aient jamais marché. Il est temps de faire vraiment connaissance.
11.1 Notre voisine dans le ciel
Définition 11.1 (La Lune)
La Lune est une énorme boule de roche grise qui voyage autour de la Terre, notre fidèle compagne dans l’espace. Elle est bien plus petite que la Terre, et très loin — plus loin que ne vole aucun avion, si loin que les astronautes qui lui ont rendu visite ont voyagé trois jours pour y arriver.
Exemple 11.2 (Regarder de près)
À l’œil nu, la Lune montre des taches pâles et des zones brillantes — certains y voient un visage. Avec des jumelles (une merveille à essayer un soir de pleine lune), les taches se précisent en plaines et en cratères ronds, des cicatrices en forme de cuvette laissées par des rochers venus de l’espace qui s’y sont écrasés il y a très longtemps. La Lune garde ses cicatrices pour toujours : elle n’a ni vent ni pluie pour les effacer — en réalité, elle n’a pas d’air du tout. Sans air, c’est aussi un monde silencieux : sur la Lune, même un cri ne fait aucun bruit.
Exemple 11.3 (La Lune qui te suit)
Descends la rue un soir de clair de lune : les maisons et les arbres défilent, mais la Lune, elle, semble te suivre, toujours à ton épaule. Elle ne te poursuit pas vraiment — elle est si loin que parcourir toute une rue ne change absolument rien à la façon dont tu la vois, alors que les maisons toutes proches, elles, changent sans arrêt. Les objets très lointains semblent suivre chaque voyageur ; la Lune le fait le mieux, parce qu’elle est la championne du lointain.
11.2 De la lumière renvoyée
Exemple 11.4 (Le clair de lune est du soleil renvoyé)
La Lune est-elle une source de lumière ? Souviens-toi de l’essai de l’an dernier : fabrique-t-elle sa propre lumière ? Non — la Lune est une boule de roche sombre, comme un caillou géant dans le ciel. Ce que nous appelons le clair de lune est de la lumière du Soleil renvoyée par cette roche — rebondie vers nous, comme un mur blanc éclaire une pièce sans être une lampe. Le Soleil éclaire vivement un côté de la Lune ; nous voyons la part de ce côté éclairé qui nous fait face.
Remarque 11.5 (Une Lune de plein jour)
Beaucoup de gens croient que la Lune est une créature de la nuit — mais lève les yeux certains après-midi et la voilà, fantôme pâle dans le ciel bleu ! La Lune voyage autour de la Terre selon son propre horaire, et se moque bien de savoir si c’est le jour ou la nuit chez nous. Elle se montre simplement avec moins de fierté le jour, quand l’éclat du Soleil remplit le ciel.
11.3 La Lune change de forme
Exemple 11.6 (Les formes changeantes de la Lune)
Observe la Lune pendant plusieurs soirs et elle change de forme : un mince croissant comme une rognure d’ongle, puis un demi-cercle, puis une forme dodue presque ronde, puis le disque parfait de la pleine lune — et ensuite tout redescend, jusqu’à un croissant tourné dans l’autre sens, avant que, pendant une nuit ou deux, la Lune ne semble disparaître complètement. Tout le spectacle dure environ un mois, puis il recommence, aussi fidèlement que le jour et la nuit.
Méthode 11.7 (Tenir un journal de la Lune)
- Chaque soir de ciel dégagé, à peu près à la même heure, chercher la Lune ;
- dessiner la forme vue dans une petite case de calendrier — un cercle, en coloriant la partie sombre ;
- si les nuages la cachent, écrire « nuages » et continuer ;
- au bout de deux semaines, aligner tous les dessins.
Tes propres dessins montreront la forme qui change, un peu plus chaque nuit. Pourquoi la Lune fait-elle cela ? C’est une délicieuse énigme — elle sera résolue pour de bon dans une année plus avancée de ce cours, et ton journal est le premier pas de la démonstration.
11.4 Exercices
Exercice 11.1 ★
La Lune est-elle plus grande ou plus petite que la Terre ? Plus près ou plus loin que les nuages ? Comment sait-on que des humains peuvent lui rendre visite ?
Solution
Solution de Exercice 11.1.
Bien plus petite que la Terre, et bien plus loin que les nuages — plus loin que ne vole aucun avion. Nous savons que des humains peuvent lui rendre visite parce que des astronautes l’ont fait : le voyage leur a pris trois jours dans chaque sens.
Exercice 11.2 ★
Comment s’appellent les marques rondes en forme de cuvette sur la Lune, et qu’est-ce qui les a faites ? Pourquoi sont-elles encore là après si longtemps ?
Exercice 11.3 ★
La Lune est-elle une source de lumière, comme une lampe, ou une attrapeuse de lumière, comme un mur blanc ? D’où vient vraiment le clair de lune ?
Exercice 11.4 ★
Quelle moitié de la Lune le Soleil éclaire-t-il : toujours celle qui lui fait face, toujours la même, ou une moitié différente au hasard ?
Solution
Solution de Exercice 11.4.
Toujours celle qui fait face au Soleil — le côté ensoleillé est éclairé, le côté opposé vit sa propre nuit.
Exercice 11.5 ★
Peut-on voir la Lune en plein jour ? Si un camarade dit que non, que faudrait-il pour le convaincre ?
Solution
Solution de Exercice 11.5.
Oui — de nombreux après-midi, une Lune pâle est suspendue dans le ciel bleu. La meilleure preuve pour un camarade sceptique : sortir un tel après-midi et la lui montrer du doigt.
Exercice 11.6 ★
Nomme les formes de la Lune dans l’ordre, de la mince rognure d’ongle jusqu’à la lanterne toute ronde. Combien de temps dure à peu près tout le spectacle avant de recommencer ?
Solution
Solution de Exercice 11.6.
Croissant, moitié, presque pleine, pleine lune — puis on redescend par presque pleine, moitié, croissant, jusqu’à la Lune « nouvelle », cachée. Tout le spectacle dure environ un mois.
Exercice 11.7 ★
Sur la Lune, il n’y a pas d’air. Qu’arriverait-il à un cri poussé là-bas ? Et à un cerf-volant ?
Exercice 11.8 ★
Commence ce soir le journal de la Lune de Méthode 11.7. Quelles deux choses doivent rester les mêmes chaque soir pour que le journal soit honnête ?
Solution
Solution de Exercice 11.8.
La même heure et le même dessin honnête chaque soir (le même endroit aide aussi) : un journal honnête ne change qu’une chose à la fois — la nuit.
Exercice 11.9 ★★
« La Lune a suivi notre voiture jusqu’à la maison ! » dit la petite Rosa. Explique-lui, avec la promenade dans la rue de Exemple 11.3, pourquoi les objets très lointains semblent suivre, tandis que les objets proches défilent.
Solution
Solution de Exercice 11.9.
Les maisons sont proches : passer devant elles change la façon dont Rosa les voit — elles défilent et disparaissent. La Lune est si loin que tout le trajet ne change absolument rien à la façon dont elle la voit : elle reste à son épaule et semble suivre. La championne du lointain « suit » toujours.
Exercice 11.10 ★★
Une nuit de croissant, regarde bien : parfois la partie sombre de la Lune luit très faiblement, si bien qu’on devine tout juste le cercle entier. Le Soleil n’éclaire pas cette partie — mais quelque chose d’autre brille tout près. Quelle grosse boule brillante, éclairée par le Soleil, pourrait éclairer le côté sombre de la Lune, comme la Lune éclaire nos nuits ? (Indice : tu es debout dessus.)