Taille subatomique

Ordre de grandeur des particules et des atomes (tailles inférieures à 1 nm, soit 10^–9 m) :

• 1,616 255(18) × 10⁻³⁵ m : longueur de Planck^[1] ;
• < 10^-18 m : taille d'un quark ;
• 10^-15 m = 1 fm : 1 femtomètre, ou 1 fermi en l'honneur du physicien Enrico Fermi. C'est la taille approximative d'une particule atomique : nucléon (proton, neutron) ou électron. Les dernières mesures du rayon de charge du proton donnent^[2] un rayon de 0,841 4(19) × 10⁻¹⁵ m. Les scientifiques s'accordent à dire que l'électron étant une particule ponctuelle, celui-ci n'a pas de rayon^[3] (expérimentalement inférieur à 10⁻²² m^[4]). Le femtomètre est aussi la longueur d'onde de rayons γ de très haute énergie, la longueur d'onde de Compton des particules Tau et la portée de l'interaction forte ;
• 10^-14 m : taille approximative du noyau d'un atome, portée de la force nucléaire faible ;
• 10^-13 m = 0,1 pm = 100 fm, c'est une longueur d'onde commune pour un électron ;
• 10^-12 m : 1 picomètre ; la longueur d'onde des rayons X les plus courts fait approximativement 5 pm ;
• 10^-10 m = 0,1 nm = 1 Å : ordre de grandeur du rayon d'un atome (entre 0,25 Å pour l'hydrogène et 2,25 Å pour le césium) ; le rayon de Bohr a₀ est de 0,529 177 210 8(18) × 10⁻¹⁰ m ;
• 10^–9 m = 1 nm : ordre de grandeur de la distance interatomique dans un cristal ou une molécule ; rayon de la double hélice de l'ADN.

Taille nanométrique : 10^–9 m, 10^-8 m, 10^-7 m

Ordre de grandeur des plus petites espèces vivantes (de l'ordre de 1 nm à 1 µm, soit 10⁻⁹ à 10⁻⁶ m) :

• 10^-8 m : les virus ont une taille allant de 20 à 300 nm^[5]
• 10^-7 m : la longueur d'onde de la lumière visible s'étend de 380 à 740 nm

Taille micrométrique

Ordre de grandeur des cellules (de l'ordre de 1 µm à 1 mm, soit 10^–6 à 10⁻³ m) :

• 10^–6 m : l'extrémité de la trompe (proboscis) d'un moustique est inférieur à 1 µm^[6]
• 10^–6 m : une bactérie mesure de 0,1 à 10 µm^[7]
• 10^-4 m : un cheveu mesure entre 50 et 100 µm de diamètre^[8]

Taille humaine

Ordre de grandeur des longueurs courantes dans le domaine humain (de l'ordre de 1 mm à 1 km, soit 10^-3 à 10³ m) :

• 10^-2 m = 1 cm :
  • ordre de grandeur de la plupart des insectes sociaux : fourmis (2,5 mm pour Martialis heureka^[9],[10]), abeilles, termites ;
  • ordre de grandeur des composants électroniques.
• 10⁰ m = 1 m :
  • un volume de 1 000 L est contenu dans un cube de 1 m d'arête ;
  • la taille humaine moyenne est d'environ 1,6 m pour une femme et 1,8 m pour un homme ;
  • dans une habitation française typique, la hauteur de plafond des pièces est d'environ 2,5 à 2,6 m.
• 10¹ m = 10 m :
  • sur certaines côtes, l'amplitude des marées peut atteindre 10 m ;
  • lors du séisme du 26 décembre 2004 dans l'océan Indien, certaines vagues ont atteint 15 m de hauteur.
• 10² m = 100 m :
  • 100 m est la longueur du côté d'un terrain de football ;
  • 115,5 m est la hauteur de l'arbre le plus haut du monde (Hyperion)^[11].
  • 400 m est la circonférence d'un stade d'athlétisme^[12].
  • le plus haut gratte-ciel, Burj Khalifa, fait 2 716,5 pieds = 828 m de haut^[13].

Taille planétaire

Ordre de grandeur des phénomènes géologiques (de l'ordre de 1 à 100 000 km, soit 10³ à 10⁸ m) :

• 10³ m = 1 km :
  • altitude du mont Blanc : 4 806 m^[14],
  • altitude de l'Everest : 8 849 m^[15] ;
• 10⁴ m = 10 km :
  • hauteur totale de l'édifice volcanique du Mauna Loa : environ 17 km^[16],
  • la distance d'un marathon est d'exactement 42,195 km^[17] ;
  • l'épaisseur de l'atmosphère terrestre est d'environ 90 km,
• 10⁵ m = 100 km :
  • La station spatiale internationale ISS se trouve à environ 425 km d'altitude.
  • Le diamètre d'Encelade, satellite de Saturne, est de 504 km.
• 10⁶ m = 1 000 km :
  • Le diamètre de Thétys, un des plus grands satellites de Saturne, est de 1 060 km.
• 10⁷ m = 10 000 km :
  • rayon de la Terre à l'équateur : 6 378,1 km^[18].
  • le rayon de l'orbite géostationnaire est de 35 786 km.
  • circonférence de la Terre : environ 40 075 km^[19].

Taille interplanétaire

Ordre de grandeur des distances entre planètes dans le système solaire (de l'ordre de 100 000 km à dix milliards de kilomètres, soit 10⁸ à 10¹³ m) :

• 10⁸ m = 100 000 km :
  • distance parcourue par la lumière en une seconde : 299 792 458 m^[20];
  • distance moyenne entre la Terre et la Lune : 384 400 km^[21].
• 10⁹ m = 1 million de km :
  • diamètre du Soleil : 1 392 684 km
• 10¹¹ m = 100 millions de kilomètres :
  • distance moyenne entre la Terre et le Soleil : 150 millions de kilomètres, soit 1 ua^[22].
• 10¹² m = 1 milliard de kilomètres :
  • demi-grand axe de l'orbite de Pluton : 5,9 milliards de kilomètres^[23], soit 39,5 ua.
• 10¹³ m = 10 milliards de kilomètres :
  • rayon du système solaire : 18 milliards de kilomètres, soit 120 ua. On considère que la frontière extérieure du système solaire est l'héliopause.
  • demi-grand axe de Sedna : 78,45 × 10⁹ km, soit 515 ua. Un des objets connus du Système solaire les plus lointains.

Taille interstellaire

Ordre de grandeur des distances entre les étoiles dans notre Galaxie (de l'ordre de 10¹⁶ m) :

• une année-lumière, la distance parcourue par la lumière en une année, vaut 9 460 800 000 000 km, soit environ 9,5 × 10¹⁵ m, soit environ 63 000 ua ;
• un parsec vaut environ 3,18 × 10¹⁶ m ou 3,26 années-lumière, soit à peu près 206 000 ua ;
• Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil, se trouve à environ 4 × 10¹⁶ m (1,3 parsec, 4,28 années-lumière)^[24].

Taille intergalactique

Ordre de grandeur des distances galactiques (supérieures à 10¹⁸ m) :

• 10¹⁹ m :
  • la Voie lactée a une épaisseur de 1 500 années-lumière (1,4 × 10¹⁹ m) ;
• 10²⁰ m :
  • le Soleil se trouve à 28 000 années-lumière du centre de la Voie lactée (2,6 × 10²⁰ m)^[25] ;
• 10²¹ m :
  • la Voie lactée a un diamètre de 100 000 années-lumière (9,5 × 10²⁰ m))^[26] ;
• 10²² m :
  • la galaxie d'Andromède se trouve à 2,36 millions d'années-lumière de la Voie lactée (2,2 × 10²² m) ;
• 10²⁵ m :
  • Taille approximative du Grand Mur de Sloan, 3^e plus grand superamas de l'univers ;
• 10²⁶ m :
  • la plus grande distance observable dans l'univers est d'environ 13,7 × 10⁹ années-lumière (1,3 × 10²⁶ m).

Articles connexes

• Ordres de grandeur
• Ordres de grandeur de masse

Liens externes

• (en) « Secret Worlds: The Universe Within », une animation Java qui présente la notion d'échelle de la galaxie (dix millions d'années-lumière, 10²³ m) au quark (cent attomètres, 10⁻¹⁶ m) ; site Molecular Expressions, université de Floride, inspiré du film Powers of Ten (1977)
• (en) Powers of Ten, le film original de Charles et Ray Eames