Où sommes-nous dans l'Univers?

La Terre (diamètre 12 600 km) fait partie du système solaire. Le système solaire est cet ensemble de planètes qui orbitent autour du Soleil. La Terre est la troisième planète après Mercure et Vénus. Mars vient après la Terre. Puis viennent les "géantes gazeuses", Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Enfin, aux extrêmités du système solaire, Pluton. Cette vue du système solaire doit encore se compléter de la ceinture d'astéroïdes, cette zone de petits corps qui se trouve entre Mars et Jupiter, de la ceinture de Kuiper (la "Kuiper Belt"), une zone de résidus glacés datant de la formation du système solaire, qui s'étend entre l'orbite de Neptune et 300 UA (Unités Astronomiques; 1 UA représente la distance de la Terre au Soleil), et, enfin, du nuage de Oort, un autre réservoir de corps primitifs, qui s'étend de là où se termine la Kuiper Belt jusqu'aux extrêmités du système solaire. Les plus récentes vues sur le système solaire montrent que le domaine du Soleil est protégé du milieu interstellaire par l'"héliosphère". L'héliosphère est en quelque sorte au système solaire ce que la magnétosphère -le champ magnétique terrestre- est à la Terre

vers une représentation d'où nous nous trouvons dans l'Univers

La Terre orbite à 150 000 000 km du Soleil. Pluton, la planète la plus lointaine, en est à 6 milliards de kilomètres! Les limites du nuage de Oort doivent se situer à une voire deux années-lumière. Au-delà de ces limites du système solaire, c'est l'espace interstellaire qui commence. Les distances deviennent alors si importantes que les unités habituelles de mesure ne suffisent plus et qu'il faut recourir à de nouvelles. L'"année-lumière", bien connue, est cette distance que la lumière parcourt en un an, à la vitesse de 300 000 km/s. Soit 9 000 milliards de kilomètres... Un peu avant ces distances extrêmes, à l'intérieur du système solaire, on utilise l'"Unité Astronomique" (abbréviation: "UA"). C'est la distance Soleil-Terre, soit 150 millions de kilomètres. L'originalité de l'année-lumière est qu'elle est à la fois indication de la position d'un objet dans l'espace et indication de sa position dans le temps: lorsque l'on dit qu'une étoile est située à 500 années-lumière, cela signifie à la fois qu'elle se situe à 500 fois 9 000 milliards de km, mais cela signifie aussi que sa lumière a mis 500 ans pour nous parvenir. Nous voyons cette étoile telle qu'elle était aux alentours de l'an 1500 ...

une galaxie spirale vue par la tranche montre bien que la Voie Lactée est bien le seul moyen de voir la Galaxie site 'Amateur Astronomy'

Revenons au Soleil. Le Soleil est notre étoile. Une étoile est un corps céleste qui émet de l'énergie -qui provient du mécanisme de la fusion nucléaire- sous forme de lumière et de diverses radiations. Les étoiles naissent de l'effondrement gravitationnel de nuages interstellaires de gaz et de poussière. En tant qu'étoile, le Soleil fait partie, avec des milliards d'autres, de la Voie Lactée, c'est-à-dire de notre Galaxie. Une galaxie est un ensemble de milliards d'étoiles. Du fait que nous sommes à l'intérieur de notre galaxie, nous ne pouvons la percevoir comme ces autres galaxies dont les images sont bien connues, comme la galaxie d'Andromède, par exemple. Notre galaxie, parce que nous la voyons de l'intérieur, nous apparaît sous la forme de la Voie Lactée. Vue de l'extérieur, elle ressemblerait à toutes ces classiques galaxies spirales: un renflement central lumineux, entouré de bras spiraux bleutés. La Galaxie mesure 100 000 années-lumière de diamètre. Le Soleil -et donc nous- se trouve dans l'un des bras, à 28 000 années-lumière du centre. Nous orbitons autour du centre de la Galaxie en 250 millions d'années à la vitesse de 230 km/s! Pour ce qui est de l'environnement immédiat du Soleil, nous nous trouvons actuellement dans une zone de faible densité du milieu interstellaire (0,3 particules par cm³). Nous nous trouvons à 20 années-lumière au-dessus du plan de la Galaxie. Là où nous sommes, la distance moyenne entre les étoiles est d'environ 5 à 6 années-lumière. La Galaxie doit contenir environ 400 milliards d'étoiles. En son centre, comme dans la plupart des galaxies, on sait maintenant que se trouve un gigantesque trou noir -un lieu d'intense gravité dont même la lumière ne peut s'échapper. Le trou noir de notre Galaxie doit être de la taille de l'orbite de Mercure. Le gigantesque disque de la Galaxie est entouré d'un halo d'amas globulaires, des ensembles sphériques, très compacts, d'étoiles anciennes

La Galaxie, à son tour, s'insère dans un groupe de galaxies. Ce groupe s'appelle l'"Amas local". L'Amas local a un diamètre de 10 millions d'années-lumière. Il contient trois grandes galaxies (dont la fameuse galaxie d'Andromède, M31) et plus de 30 petites. Notre Galaxie est la seconde en taille après M31 et la galaxie du Triangle est la troisième. Plus près de nous, dans un rayon de 500 000 années-lumière, des galaxies-satellites nous accompagnent, comme le Grand ou le Petit Nuage de Magellan (qui sont des galaxies naines irrégulières qui se trouvent, respectivement, à 179 000 et 210 000 années-lumière; comme les deux Nuages interagissent entre eux, cela est à la source de formations d'étoiles)

L'"Amas local" lui-même s'insère, par des appartenances successives, dans d'autres groupes. L'amas de la Règle (Abell 3627) est l'amas de galaxies massif le plus proche de la Voie Lactée (220 millions d'années-lumière). Du fait de la masse énorme qu'il représente et, donc, de l'attraction gravitationnelle engendrée, on appelle cette région de l'espace, en anglais, le "Great Attractor" (littéralement "grand attracteur"); elle domine la partie de l'Univers où nous nous trouvons. Ces amas de galaxies finissent par s'organiser en un vaste réseau filamentaire, lequel est l'aspect sous lequel on considère l'Univers actuellement. Cet ensemble de filaments est apparu aux tout débuts de l'Univers. Il le structure. Les galaxies se trouvent aux nœuds du réseau; on en compte un total de 125 milliards. On sait désormais avec certitude que l'Univers est âgé de 14 milliards d'années. Cela signifie qu'il a un diamètre de 28 milliards d'années-lumière. Il est plat; deux lignes ne s'y rencontreront jamais. Et il est en expansion; il n'a pas d'autres limites que celles qu'il trace en se développant. Une estimation récente montre qu'il doit y avoir 70 000 milliards de milliards d'étoiles! Enfin, les théories actuelles les plus avancées pensent que cet Univers -notre Univers- ne serait qu'une minuscule partie d'un cosmos encore plus gigantesque... Notre Univers ne serait qu'une bulle, large de milliards de milliards d'années-lumière, qui se trouverait au milieu d'un grand nombre d'autres bulles, chacune avec ses particularités et ses lois physiques propres ...

Une autre façon de se représenter l'immensité de l'Univers est de considérer comment on le parcourerait avec la technologie des vaisseaux spatiaux de ce début de XXIème siècle. Les distances immenses de l'Univers sont bien perceptibles: il faut aux environs de 6 mois pour atteindre Mars; il faut, avec l'assistance d'un passage assisté par gravité, vers 10 ans pour atteindre Pluton, les limites du système solaire "proche". Il faudrait un voyage de 18 000 ans pour atteindre une des étoiles proches de nous (en moyenne situées à 5 années-lumière), 357 millions d'années pour traverser la Galaxie. Enfin, pour traverser l'Amas Local, notre amas de galaxies, il faudrait 32 milliards d'années...

-> Résumé de la place de la Terre dans l'Univers!
En allant de la Terre à l'Univers, on peut décrire comment les structures de l'Univers s'emboîtent les unes dans les autres. La Terre se trouve dans le système solaire; le système solaire se trouve dans le "nuage interstellar local" (en anglais: "Local Interstellar Cloud"); celui-ci, à son tour, se trouve dans la "bulle locale" (en anglais: "Local Bubble"). Puis vient la ceinture de Gould ("Gould Belt"), un bras hypothétique de la Galaxie. La ceinture de Gould se trouve dans le bras Orion-Cygne ("Orion-Cygnus Arm") de la Galaxie. La Galaxie, en tant que galaxie, fait partie de divers ensembles de galaxies: le sous-groupe de la Galaxie ("Milky Way subgroup") puis le "groupe local" ("Local Group"), le super-amas de la Vierge ("Virgo Supercluster") et, enfin, le complexe de super-amas Poissons-Baleine ("Pisces-Cetus Supercluster Complex"); par contraste avec les amas de galaxies dont la cohésion tient à la gravité, la plupart des superamas ne le sont pas et les amas qui les composent s'éloignent, en général, les uns des autres du fait de l'expansion de l'Univers. Les superamas, qui contiennent habituellement des dizaines d'amas et de groupes de galaxies, s'étendent sur des centaines de millions d'années-lumière; ils ont été découverts dans les années 1980. De là, nous atteignons l'Univers observable, cet ensemble de filaments d'hydrogène et d'amas de galaxies. Si l'on veut reprendre, cela donne:
Terre -> système solaire -> nuage interstellar local -> bulle locale -> ceinture de Gould -> bras Orion-Cygne -> Galaxie -> sous-groupe de la Galaxie -> groupe local -> super-amas de la Vierge -> complexe de super-amas Poissons-Baleine -> Univers observable