TP 1 - Échelle de temps de l'Univers ramenée sur un an

Le but de ce TP est de donner un idée aux élèves du gigantisme de l'échelle de temps d'évolution de l'Univers comparé à l'échelle de temps humaine. Pour cela, on compresse le temps de manière à faire rentrer toute l'histoire de l'Univers en un an, le big-bang ayant lieu le 1er janvier à 0h00, et le temps présent se situant le 31 décembre à minuit. Dans ce cadre, l'homme ne fait son apparition sur Terre qu'à minuit moins 7 le 31 décembre et le début de l'ère chrétienne se situe 4,2 secondes avant minuit.

La seule connaissance nécessaire est de savoir faire une règle de 3. Mais cette connaissance peut être évitée. Le matériel nécessaire est du carton, des ciseaux et de la colle.

On suppose que l'univers a 15 milliards d'années (l'âge exact n'est pas connu avec une précision meilleure que quelques milliards d'années principalement à cause des erreurs de mesure sur les très grandes distances et les imprécisions sur les paramètres cosmologiques, H, q et Λ en particulier, de notre Univers).

Faire ensuite réfléchir les élèves sur les évènements qui se sont déroulés depuis le Big-Bang à de grandes échelles de temps. Une fois les évènements choisis, il faut les ordonner chronologiquement, d'abord par la déduction (la vie est apparue sur Terre après que la Terre s'est formée, l'Homme est apparu après la vie...). Les élèves pourront ensuite rechercher les dates exactes de ces évènenments ce qui pourra faire l'objets de recherche à la BCD, sur le web ou à la bibliothèque municipale.

Il faut ensuite réaliser un calendrier une longue bande de carton sur laquelle on indiquera les jours et les mois et les évènements que l'on aura choisis. Chaque évènement sera alors placé après avoir calculé avec une règle de 3 le jour de l'année correspondant à l'évènement. Par exemple, les premières galaxies se sont formées environ 1 milliard d'années après le Big-Bang, c'est-à-dire [1 Å~365/ 15] = 24.33 jours après le premier janvier, ou encore le 24 janvier.

On construira ainsi, par exemple, un tableau tel que celui-ci

Extensions, variantes

On peut élargir une période du tableau pour étudier plus précisément une ère particulière étudiée par ailleurs (dinosaures...).

On peut dédier tout un mur de la classe pour tracer la bande et y placer les évènements rencontrés tout au long de l'année scolaire.

Si les élèves ne sont pas encore capables de calculer des règles de 3, on peut procéder un peu différemment après que les élèves ont réfléchi aux évènements marquants, l'enseignant peut les inscrire sur des cartons avec, au dos, la date masquée par un autocollants. Les élèves classent alors les évènements chronologiquement (par déduction mais sans connaitre les dates exactes) et peuvent ensuite vérifier en retirant les autocollants qu'ils ne se sont pas trompés.