Histoire de l’Univers

Construire une frise chronologique pour découvrir les âges relatifs de l’Univers, du système solaire, et de l’apparition des humains.

Description succincte

Les élèves découvrent l’âge de l’Univers et se familiarisent avec quelques évènements majeurs qui se sont déroulés dans l’Univers et sur Terre. Ils construisent une frise chronologique représentant l’Univers de sa naissance jusqu’à aujourd’hui à l’échelle d’une année.

Objectifs

Les étudiants créent une frise chronologique montrant différents évènements qui se sont déroulés depuis la naissance de l’Univers jusqu`à aujourd’hui. Ils apprennent quels sont les âges relatifs de l’Univers, de la Terre, et de l’apparition des humains sur la planète.

Objectifs pédagogiques

Les enfants seront capables de :

  • Expliquer que l’Univers est très vieux
  • Expliquer que la Terre est apparue relativement récemment par rapport à l’Univers
  • Expliquer que les humains existent depuis relativement récemment par rapport à l’âge de la Terre
  • Mettre en pratique ses compétences en mathématiques en convertissant les unités de temps, en utilisant des échelles, et les divisions pour créer une frise chronologique.

Évaluation

Demandez aux enfants de citer des évènements importants qui se sont déroulés dans l’Univers et sur Terre, et quand ils se sont déroulés. Ils doivent être capables d’expliquer que l’Univers est très vieux, que la Terre existe depuis relativement récemment et que les humains vivent sur Terre seulement depuis très peu de temps. Est-ce que la conception des élèves a changé après l’activité ?

Optionnel : demandez aux enfants de calculer la différence de temps entre deux évènements. Par exemple, combien d’années séparent la naissance du système solaire et l’apparition des humains sur Terre ?

Matériel

Pour chaque groupe de trois :

  • Papier kraft
  • Calculatrice
  • Ciseaux
  • Colle
  • Crayons de couleur (ou autre matériel pour colorier comme de la peinture, des feutres, etc…)

Pour chaque enfant :

  • Feuille d’exercice (à télécharger sur la page de l’activité)
  • Crayon ou stylo

Pour la frise chronologique :

  • 12 feuilles de papier blanches ou colorées de format A4
  • 1 feuille de papier A4 pour l’horloge

Informations complémentaires

La Terre

La Terre est notre maison et la troisième planète en partant du Soleil. La distance entre la Terre et le Soleil est d’environ 150 million de kilomètres. A cette distance, la Terre a une température moyenne au-dessus de la température à laquelle l’eau gèle, ce qui permet à l’eau d’y exister sous forme liquide. Ceci a joué un rôle fondamental dans le développement de la vie sur Terre. Sur Venus, ou Mars, la température de surface est soit beaucoup plus basse soit beaucoup plus élevée, ce qui empêche la présence d’eau liquide, et de vie. La Terre a un satellite naturel, la Lune. Les scientifiques pensent que la Lune a joué un rôle majeur dans la stabilisation de l’axe de rotation de la Terre, ce qui a certainement été un élément de plus favorisant l’apparition de la vie sur Terre.

Un milliard d’années après que le Soleil et la Terre se soit formés, la première trace de vie sur Terre, un organisme unicellulaire comme une bactérie, est apparue à 3.8 milliard d’années. Un milliard d’années plus tard, la vie multicellulaire a fait son apparition, sous une forme qui n’existe plus aujourd’hui. Les insectes puis les poissons ont commencé à évoluer autour de 500 million d’années. Les dinosaures puis les animaux marins sont apparus autour de 200 million d’années. Les dinosaures se sont éteints il y a 65 millions d’années, le nombre de mammifères a dès lors augmenté. Les premiers humains, les Homo Sapiens sont apparus très récemment il y a seulement 200 000 ans.

L’Univers

L’Univers est le vaste espace qui contient toute la matière et l’énergie qui existe. L’Univers renferme toutes les galaxies, les étoiles, et les planètes. La taille exacte de l’Univers est inconnue. Les scientifiques pensent que l’Univers est toujours en expansion suite à une explosion violente qui est survenue il y a 13,7 milliard d’années. Cette explosion est connue sous le nom de Big Bang. En observant le changement de couleur de la lumière (le champ électromagnétique) d’un objet, les scientifiques peuvent déterminer si un objet se déplace en s’éloignant ou en s’approchant de la Terre. Si la couleur de la lumière d’un objet tend vers le rouge, il s’éloigne de la Terre. Le plus la lumière observée est rouge, le plus l’objet se déplace rapidement. Toutes les galaxies distantes de la nôtre sont très rouges. Les scientifiques pensent donc que l’Univers est toujours en expansion.

Image: NASA ESA STScI (S. Beckwith) HUDF Team

Description complète de l’activité

Préparation

Vous aurez besoin de 12 feuilles de papier A4 pour réaliser la frise chronologique. Chaque feuille de papier représentera un mois. Diviser le mois de décembre en 31 carrés. Ces carrés représentent les jours. Numérotez les jours de 1 à 31. Sur une feuille de papier A4 colorée, dessinez un cercle, que vous couperez pour représenter 10 minutes sur une horloge. Cette partie de cercle illustre les 10 dernières minutes de Décembre. Affichez la frise chronologique et la partie de cercle dans la classe.

Activité 1: qu’est-ce qu’une année?

Etape 1

Les élèves complètent la première activité de la feuille d’exercice.

Etape 2

Expliquez brièvement ce qu’est une année. Demandez si toutes les années ont la même durée.

Etape 3

Discutez la question suivante: que veut dire être vieux ? Est-ce qu’un parent est vieux ? Est-ce qu’un grand-parent est vieux ? Le père Noël ?

Etape 4

Discutez la notion de connaissance par rapport au temps : quelle est la plus vieille chose que nous connaissons ? Expliquez que la plupart des choses que nous savons proviennent de sources écrites. Tout ce que nous savons du temps d’avant que l’écriture n’existe a été découvert par des scientifiques, sur la base de recherches telles que les fouilles archéologiques.

Etape 5

Les élèves s’intéressent à l’âge de l’Univers et aux moments où des évènements importants se sont déroulés dans l’Univers et sur Terre.

Activité 2: frise chronologique de l’Univers

Etape 1

Attirez l’attention des élèves sur la frise chronologique. Demandez aux élèves s’ils savent ce qu’est l’Univers. Expliquez que cette frise chronologique représente le temps entre la naissance de l’Univers et aujourd’hui. Maintenant, regardez la partie de cercle et expliquez qu’elle illustre les dix dernières minutes de l’année.

Etape 2

Séparez les élèves en groupes de trois. Donnez à chaque groupe une calculatrice ou un morceau de papier carré.

Etape 3

Les élèves complètent l’activité 2a à c de la feuille d’exercice. Aidez-les à compléter le tableau. Expliquez comment calculer la durée d’un mois pour la frise chronologique (15 milliard d’années divisé par 12 mois = chaque mois sur la frise représente 1,25 milliard d’années en réalité). Vous pouvez trouver les réponses dans le tableau ci-dessous. Les élèves ont besoin de cette information pour l’activité suivante.

Sur la frise chronologique Dans la réalité
1 année 15 milliard d’années
1 mois 1.25 milliard d’années
1 semaine 300 million d’années
1 jour 43 milliard d’années
1 heure 1.8 million (1,800,000) d’années
1 minute 30,000 ans
1 seconde 500 ans

Bon à savoir : selon la théorie du Big Bang, l’Univers est « né » il y a environ 13,7 milliard d’années (notez que dans cette ressource, nous utilisons 15 milliard d’années pour faciliter les calculs). Ensuite, l’Univers s’est développé, les galaxies (dont la nôtre, la Voie Lactée) se sont formées, et la Terre est apparue. Différentes ères géologiques se sont succédées et la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui a évolué depuis les premiers organismes vivants. Sur la frise chronologique, les élèves marquerons que le Big Bang est survenu à minuit le 1er janvier. La Terre est née en septembre et les premiers humains sont apparus le 31 décembre à 23h57.

Sur la frise chronologique Dans la réalité Évènement
1 janvier 15 milliard d’années Naissance de l’Univers
Début janvier – mi-mars 12 – 14.7 milliard d’années Naissance du système solaire
Début septembre 5 milliard d’années Naissance du soleil et des planètes
Fin septembre 3.8 milliard d’années Apparition de la vie
25 décembre 225 million d’années Apparition des mammifères
29 décembre 65 million d’années Extinction des dinosaures, Boom des mammifères
30 décembre 5 million d’années Apparition des premiers ancêtres des humains
31 décembre 23.53.00 195,000 ans Apparition des Homo Sapiens
31 décembre 23.59.52 4300 ans Construction de Stonehenge
31 décembre 23.59.59 Autour de 400 ans Invention du télescope

Conseil : vous pouvez remplacer la construction de Stonehenge par un évènement local

Etape 4

Attribuez un évènement spécifique à chaque groupe. La troisième colonne du tableau ci-dessus propose 11 évènements qui peuvent être distribués.

Etape 5

Les groupes complètent l’activité 2d à j. Les élèves calculent où placer les évènements sur la frise chronologique. Avant qu’ils ne commencent, discutez l’exemple de la feuille d’exercice.

Etape 6

Pour l’activité 2k de la feuille d’exercice, donnez du papier kraft, des crayons de couleur, de la colle, et des ciseaux. Encouragez les élèves à créer une illustration de l’évènement que vous leur avez attribué. Collez l’élément sur la frise à l’endroit calculé.

Activité 3: que signifie “vieux” ?

Etape 1

Les élèves complètent l’activité 3 de la feuille d’exercice.

Etape 2

Commentez la frise chronologique. Expliquez que la frise couvre 15 milliard d’années. Une seconde sur la frise représente 500 ans ! Arrivez à la conclusion que l’Univers est très vieux, que la Terre est née il y a relativement récemment et que les humains ont seulement vécu sur la planète depuis très peu de temps.

Programme scolaire

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, Notre merveilleux Univers

Conclusion

Les élèves construisent une frise chronologique qui montre différents évènements de la naissance de l’Univers à aujourd’hui. Les élèves apprennent que l’Univers est très vieux et que la Terre et les humains sont apparus relativement récemment.

Cette ressource a été développée par ESERO NL/ESA, révisée par astroEDU, et testée par Space Awareness. Translated in French by Audrey Korczynska.

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Matière au programme
Notre merveilleux Univers
Une grande idée de la science
Mots clés
Univers, Terre, temps
Tranche d’âge
8 - 10
Niveau d’études
Primary School, Informal
Durée
1h30
Taille du groupe
None
Supervisé par rapport à la sécurité
Supervised
Dépense
Average (5 - 25 EUR)
Lieu
Indoors (small, e.g. classroom)
Compétences de base
Asking questions, Developing and using models, Using mathematics and computational thinking, Communicating information
Type d’activité d’apprentissage
Full enquiry
Auteur de l’activité
NEMO Science Museum, ESERO NL / ESA
Lien vers l’activité d’origine
Répertoires
Ressources apparentées