QCM : Terre, étoiles et évolution de l’Univers (15 questions)

Explication

La vitesse de la lumière est d’environ 300 000 kilomètres par seconde. La valeur de 30 000 km/s réduit cette vitesse, 300 km/s la réduit davantage, et 300 000 km/h confond les unités de temps.

Explication

L’unité astronomique est définie par la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres. Une année-lumière est une distance parcourue par la lumière en un an, tandis que le périmètre terrestre et la seconde-lumière sont d’autres mesures.

Explication

La luminosité absolue correspond à l’énergie rayonnée par l’étoile. La luminosité apparente dépend de la distance d’observation, tandis que la distance et la fréquence décrivent d’autres propriétés.

Explication

La luminosité apparente diminue proportionnellement au carré de la distance : doubler la distance la divise donc par $2^2=4$. La division par deux oublie le carré, et la luminosité absolue correspond à l’énergie rayonnée plutôt qu’à l’éclat observé.

Explication

Les étoiles rayonnent leur énergie sous forme d’ondes électromagnétiques, qui comprennent notamment la lumière visible et d’autres domaines du spectre. L’émission de particules et les réactions gravitationnelles ne décrivent pas cette forme de rayonnement, et celui-ci ne se limite pas au visible.

Explication

L’effet Doppler associe un décalage du spectre vers le rouge, donc vers de plus grandes longueurs d’onde, à un éloignement de l’étoile. Le rapprochement ne correspond pas à ce décalage, et la luminosité ou l’immobilité ne se déduisent pas de ce signal.

Explication

La loi $V \sim H \cdot D$ indique que la vitesse est proportionnelle à la distance : une distance multipliée par trois implique une vitesse multipliée par trois. L’inversion du rapport donne le tiers, l’égalité oublie l’effet de la distance et le facteur six ajoute un multiplicateur injustifié.

Explication

La relation observée par Hubble entre distance et vitesse d’éloignement montre que l’Univers est en expansion. La contraction inverse le sens du phénomène, la rotation ne correspond pas à cette conclusion et une taille constante contredit l’expansion.

Explication

L’estimation utilise $1/H$ et donne environ 14 milliards d’années. La valeur de 1,4 milliard réduit l’estimation d’un facteur dix, 140 milliards l’augmente d’un facteur dix et 14 millions confond milliards et millions.

Explication

La nucléosynthèse primordiale a formé principalement de l’hydrogène et de l’hélium, dans des proportions proches de 75 % et 25 %. L’inversion des pourcentages rend l’hélium majoritaire, le carbone ne fait pas partie de cette composition principale et le partage égal ne respecte pas les proportions données.

Explication

La fusion réunit de petits atomes pour en former un plus gros, tandis que la fission scinde de très gros atomes en éléments plus petits. La désintégration radioactive et la capture électronique ne désignent pas ce regroupement de noyaux.

Explication

Une perte de masse peut se convertir en énergie conformément à $E = mc^2$; c’est pourquoi la fusion de petits atomes et la fission de gros atomes peuvent produire de l’énergie. La conservation intégrale de la masse nie cette conversion, $E = mc$ omet le carré de la vitesse de la lumière, et le volume n’est pas la grandeur concernée.

Explication

Le diagramme de Hertzsprung-Russell met en relation la luminosité absolue et la température de surface. La luminosité apparente et la distance concernent une autre relation, tandis que la masse n’est pas l’axe indiqué.

Explication

Dans la séquence principale, l’hydrogène se transforme en hélium. La fusion de l’hélium et la formation d’éléments plus lourds que le fer ne décrivent pas cette phase, tandis que la nucléosynthèse primordiale a lieu après le Big Bang.

Explication

Les étoiles les plus massives explosent en supernovae, où se forment des éléments plus lourds que le fer. L’évolution vers une naine blanche concerne les étoiles moins massives, et la séquence principale correspond à la fusion de l’hydrogène en hélium.