Grande question
Pourquoi y a-t-il le jour et la nuit ?
Le jour et la nuit existent parce que la Terre tourne sur son axe environ une fois toutes les 24 heures : ses différents côtés se tournent tour à tour vers le Soleil ou s'en détournent. La moitié tournée vers le Soleil a la lumière du jour, tandis que la moitié qui lui tourne le dos est dans le noir, c'est la nuit.
Une boule qui tourne, deux moitiés
La Terre a la forme d'une boule légèrement aplatie, et elle tourne sans arrêt autour d'une ligne imaginaire qui la traverse en son centre, du pôle Nord au pôle Sud : son axe. À un instant donné, la lumière du Soleil ne peut éclairer que la moitié de cette boule tournée vers lui, exactement comme une lampe n'éclaire que le côté d'un ballon de football tourné vers elle et laisse l'autre dans l'ombre. Pendant que la Terre tourne, la frontière entre la moitié éclairée et la moitié sombre, appelée terminateur, balaie sans cesse la surface : elle apporte le lever du soleil aux endroits vers lesquels elle avance, et le coucher du soleil à ceux qu'elle quitte.
Environ 24 heures, et non un Soleil qui se promène
Vu depuis le sol, on dirait que le Soleil se lève à l'est, rampe lentement dans le ciel et se couche à l'ouest, mais le Soleil ne bouge presque pas comparé à la Terre. Ce qui se passe vraiment, c'est que la Terre tourne sous tes pieds et t'emmène face au Soleil, puis de nouveau loin de lui, une fois toutes les 23 heures et 56 minutes pour un tour complet par rapport aux étoiles lointaines, ce qui est très proche de la journée de 24 heures qui nous est familière. Les astronomes de l'Antiquité, qui n'observaient que depuis le sol, ont logiquement cru que le Soleil tournait autour d'une Terre immobile, et il a fallu des siècles d'observations minutieuses pour comprendre que c'est en fait l'inverse.
Pourquoi la durée du jour change quand même
Même si un tour complet dure environ 24 heures partout sur Terre, le nombre d'heures de lumière à l'intérieur de ce tour n'est le même ni partout ni toute l'année. C'est parce que l'axe de la Terre est incliné d'environ 23,5 degrés, au lieu d'être bien droit par rapport à sa trajectoire autour du Soleil. Selon le moment de l'année, cette inclinaison fait qu'un hémisphère penche davantage vers le Soleil et connaît de longues journées et des nuits courtes, pendant que l'autre s'en détourne et vit de courtes journées et de longues nuits, et c'est aussi la raison profonde de l'existence des saisons.
À toi d'essayer
Dans une pièce sombre, éclaire une balle avec une lampe de poche : une orange ou un ballon de football feront très bien l'affaire. Fais-la tourner lentement et regarde comme seule la face tournée vers la lampe est éclairée, et comme les moitiés claire et sombre se déplacent à mesure que la balle tourne, exactement comme le jour et la nuit sur Terre.
Les questions que posent les enfants
Combien de temps la Terre met-elle pour faire un tour sur elle-même ?
La Terre met environ 24 heures pour faire un tour complet sur son axe, et c'est pour cela qu'un cycle jour-nuit dure à peu près ce temps-là. Plus précisément, un tour par rapport aux étoiles lointaines prend environ 23 heures et 56 minutes.
Le Soleil se déplace-t-il vraiment dans le ciel ?
Le Soleil a l'air de se déplacer dans le ciel, mais ce mouvement vient en réalité de la Terre qui tourne en dessous, et non du Soleil qui voyagerait autour d'elle. Rester immobile sur une planète qui tourne donne l'impression que les objets lointains bougent.
Pourquoi les jours et les nuits ne sont-ils pas toujours de la même durée ?
Dans la plupart des endroits, les jours et les nuits ont des durées différentes presque toute l'année, parce que l'axe de la Terre est incliné : un hémisphère fait alors plus directement face au Soleil à certaines périodes. Ce n'est qu'autour des équinoxes que le jour et la nuit sont presque égaux partout.