| Années-lumière (ly) | Ångströms (Å) |
|---|---|
| 1 Année-lumière | 9.46073047258 × 1025 Å |
| 2 Années-lumière | 1.89214609452 × 1026 Å |
| 3 Années-lumière | 2.83821914177 × 1026 Å |
| 4 Années-lumière | 3.78429218903 × 1026 Å |
| 5 Années-lumière | 4.73036523629 × 1026 Å |
| 10 Années-lumière | 9.46073047258 × 1026 Å |
| 20 Années-lumière | 1.89214609452 × 1027 Å |
| 25 Années-lumière | 2.36518261815 × 1027 Å |
| 50 Années-lumière | 4.73036523629 × 1027 Å |
| 100 Années-lumière | 9.46073047258 × 1027 Å |
| Référence | Années-lumière (ly) | Ångströms (Å) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 3.13929 × 10-17 ly | 2.97 × 109 Å |
| Average adult human height | 1.7969 × 10-16 ly | 1.7 × 1010 Å |
| A football pitch (length) | 1.10985 × 10-14 ly | 1.05 × 1012 Å |
| A marathon | 4.46002 × 10-12 ly | 4.2195 × 1014 Å |
| Height of Mount Everest | 9.3534 × 10-13 ly | 8.849 × 1013 Å |
L’année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une année julienne, soit exactement 9 460 730 472 580 800 mètres, ou environ 9,46 billions de kilomètres. Son symbole est ly.
C’est une unité de distance et non de temps, ce que le nom masque et qui entretient une confusion tenace. Son exactitude découle de deux grandeurs définies : la vitesse de la lumière est fixée à 299 792 458 mètres par seconde, et l’année julienne vaut exactement 365,25 jours de 86 400 secondes. Le produit des deux donne un chiffre dépourvu de toute incertitude de mesure.
L’intérêt de l’unité est de rendre explicite la vitesse finie de la lumière. Observer un objet situé à douze années-lumière, c’est le voir tel qu’il était il y a douze ans, et ce retard n’est pas une curiosité mais le fondement de la cosmologie observationnelle. Les galaxies les plus lointaines observées se trouvent à des milliards d’années-lumière : les télescopes sont donc, en pratique, des instruments pour regarder le passé.
Les distances proches paraissent modestes à l’échelle de l’unité. Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche du Soleil, est à 4,25 années-lumière. Sirius à 8,6. Le centre de la Voie lactée se situe à quelque 26 000 années-lumière de la Terre, et la galaxie s’étend sur environ 100 000. La galaxie d’Andromède est à quelque 2,5 millions d’années-lumière et reste visible à l’œil nu depuis un site sombre, ce qui en fait l’objet le plus lointain que la plupart des gens verront jamais directement.
Les astronomes professionnels préfèrent généralement le parsec, qui découle naturellement de la mesure de parallaxe, et les revues expriment les distances en parsecs, kiloparsecs et mégaparsecs. L’année-lumière domine dans la vulgarisation parce qu’elle n’exige d’autre explication que la vitesse de la lumière.
Des unités voisines appliquent le même principe à de plus petites échelles. La seconde-lumière, environ 300 000 kilomètres, avoisine la distance Terre-Lune, et les ingénieurs en radio emploient la nanoseconde-lumière, environ 30 centimètres, lorsqu’ils raisonnent sur la propagation d’un signal dans un câble. La minute-lumière et l’heure-lumière apparaissent parfois dans les descriptions du système solaire externe.
Une année-lumière équivaut à 63 241 unités astronomiques, environ 0,3066 parsec ou 9,4607 billions de kilomètres.
L’ångström est une unité de longueur valant un dix-milliardième de mètre, soit 0,1 nanomètre. Il tire son nom d’Anders Jonas Ångström, le physicien suédois qui l’employa dans sa carte du spectre solaire de 1868. Son symbole est Å, une lettre empruntée à l’alphabet suédois.
L’ångström subsiste parce qu’il correspond à l’échelle des atomes. Un atome d’hydrogène a un rayon d’environ 0,5 Å. Une liaison simple carbone-carbone mesure à peu près 1,5 Å. Exprimer ces valeurs en nanomètres donne des décimales malcommodes ; cristallographes, spectroscopistes et biologistes structuraux continuent donc de préférer l’ancienne unité. Les structures de protéines déposées dans les bases publiques sont encore décrites par leur résolution en ångströms, et une structure résolue à mieux que 2 Å est jugée de grande qualité.
Les longueurs d’onde de la lumière visible tombent également dans une plage commode. Le rouge se situe vers 7000 Å et le violet vers 4000 Å. Les longueurs d’onde des rayons X se regroupent autour de 1 Å, ce qui explique précisément pourquoi la diffraction des rayons X révèle l’espacement atomique : la sonde et la cible ont la même taille.
L’ångström ne fait pas partie du Système international d’unités. Le BIPM le range parmi les unités admises avec le SI mais en déconseille les nouveaux emplois, préférant le nanomètre ou le picomètre. Cette recommandation a eu peu d’effet dans les domaines où l’unité est solidement installée. La fabrication des semi-conducteurs en offre une illustration nette. Les nœuds de gravure ont été désignés en nanomètres pendant des décennies mais, à mesure que les motifs rétrécissaient, l’industrie s’est mise à donner l’épaisseur de l’oxyde de grille en ångströms, et Intel a baptisé une génération de sa technologie l’ère Angstrom.
La lecture de la littérature scientifique ancienne demande de la prudence. Avant d’être rattaché au mètre, l’ångström était défini par rapport à une raie spectrale déterminée du cadmium, et les valeurs publiées au début du XXe siècle peuvent différer légèrement des valeurs actuelles. L’Union astronomique internationale adopta cette définition spectroscopique en 1907, et elle demeura en vigueur jusqu’à la redéfinition du mètre par rapport au krypton en 1960. L’écart est faible mais réel, et il compte lorsqu’on compare des mesures spectrales anciennes aux mesures d’aujourd’hui.
La conversion est immédiate. Un ångström équivaut à 10-10 mètre, 0,1 nanomètre ou 100 picomètres. Dix ångströms font un nanomètre.