QCM : Univers et lumière (13 questions)

Explication

La distance approximative entre la Terre et le Soleil est de 150 millions de kilomètres. Les 384 400 kilomètres correspondent à la distance Terre-Lune, tandis que 4,24 années-lumière concerne Proxima du Centaure.

Explication

La distance Terre-Mars varie parce que les deux planètes changent de position l’une par rapport à l’autre. La distance au Soleil et le temps de propagation de la lumière ne signifient pas que Mars s’éloigne continuellement de la Terre.

Explication

Une année-lumière est une distance : celle que la lumière parcourt dans le vide en une année. La définir comme une durée confond la grandeur mesurée avec le temps utilisé pour la définir, et la vitesse est une grandeur différente.

Explication

Dans le vide, la lumière se déplace à environ 300 000 km/s. Les 2 secondes indiquent la durée du trajet, tandis que 9 460 milliards de kilomètres est une distance, pas une vitesse.

Explication

Une année-lumière vaut environ $9{,}46 \times 10^{12}$ kilomètres. La distance donnée correspond à deux fois cette valeur, donc à environ 2 années-lumière; diviser la valeur de référence par deux inverse le calcul.

Explication

La lumière ne se déplace pas instantanément : l’image reçue correspond à l’objet au moment où la lumière a quitté celui-ci. L’idée d’un ralentissement de la lumière confond propagation et changement de vitesse, celle d’une émission au moment de l’observation inverse le sens du trajet, et l’âge de la galaxie ne se déduit pas de sa seule distance.

Explication

On applique la relation $d = v \times \Delta t$ : $250\,000 \times 12 = 3\,000\,000$ km. L’addition donne une opération incompatible avec la formule, la division inverse le calcul, et le résultat de 180 000 000 km correspondrait à une conversion erronée de la durée.

Explication

La durée doit être dans une unité compatible avec celle de la vitesse ; avec une vitesse en kilomètres par seconde, il faut exprimer la durée en secondes. La convertir en kilomètres confond durée et distance, transformer la vitesse en distance ne convient pas à la formule, et les heures restent incompatibles sans conversion supplémentaire.

Explication

En notation scientifique, le coefficient doit être supérieur ou égal à 1 et inférieur à 10, ce qui donne $7{,}2 \times 10^{-4}$. $0{,}72$ est trop petit, $72$ est trop grand et l’exposant positif ne convient pas à ce nombre.

Explication

Un grand nombre s’écrit avec un exposant positif en notation scientifique. Un exposant négatif convient à un nombre compris entre 0 et 1, tandis qu’un exposant nul ou déterminé par le coefficient ne suit pas cette règle.

Explication

On divise la distance en kilomètres par la valeur d’une année-lumière : $28{,}38 \div 9{,}46 = 3$; les puissances de dix s’annulent. Multiplier donne une valeur beaucoup trop grande, inverser le quotient donne environ $0{,}33$, et diviser les coefficients sans tenir compte du facteur commun conduit à une erreur.

Explication

Lorsqu’une valeur différente est fournie pour une année-lumière, la conversion doit utiliser cette donnée, ici $10^{13}$ km. La valeur courante ne remplace pas celle de l’exercice; prendre une moyenne ou l’inverse ne respecte pas la règle de conversion.

Explication

La lumière solaire met 8 minutes et 20 secondes à parcourir la distance jusqu’à la Terre ; nous voyons donc le Soleil tel qu’il était à ce moment-là. Huit secondes confond une partie de la durée avec sa totalité, 20 minutes et 8 secondes inverse les unités, et 8 heures et 20 minutes surestime le délai.