Toutes les images des animations sont tirées du film "Les puissances de dix" réalisé en 1978 aux USA par l'Agence Charles & Ray EAMES pour I.B.M. afin de montrer les dimensions relatives des objets dans  l'univers, et ce qui se passe "quand on ajoute un zéro"... La version française a été commercialisée autour de 1990 en cassette vidéo par : "Pour la Science" , Diffusion  Belin, 8 rue Férou - 75006 PARIS.
Vous voulez récupérer le film en DivX, envoyez-moi un petit mail bien écrit, on peut s'arranger ;-)

Ce film grandiose n'a qu'un seul défaut, c'est de ne durer que 9 minutes. Aussi, devant le succès remporté par ces images, un livre du même nom a été édité -En France aux éditions Belin.
Ce sont les 42 photos de ce livre que j'ai tout d'abord tiré sous forme de diapositives pour réaliser un diaporama qui remporte chaque année un vif succès auprès de mes élèves de la sixième à la terminale. J'ai ensuite scanné ces mêmes photos pour les organiser en deux "gifs animés". Je vous propose ci-dessous, en parallèle, le texte du film original ainsi que celui accompagnant mes diapos.
 

Pour voir sur GoogleMaps à quoi ressemble le lieu du pique-nique 30 ans plus tard, c'est ici
Pour Google Earth, c'est sur powers_of_ten.kmz

Les puissances de dix	Commentaire de la vidéo	Commentaire des diapos
10e0	Les puissances de dix, un film qui traite des dimensions relatives dans l'univers et de l'effet causé par l'adjonction d'un zéro. Un pique-nique sur le bord du lac, à Chicago au début d'un après-midi de détente. Octobre vient de commencer. 10e0 Cette première scène a 1 m de large, et nous l'observons à une distance de 1 m. Maintenant, toutes les 10  secondes, nous multiplions par 10 la distance d'observation, et notre champ de vision est aussi 10 fois plus large.	Un homme dort, un jour tiède d'octobre. Autour de lui, des objets utiles ou agréables, pour l'esprit ou pour le corps. Des objets dont les dimensions sont voisines du mètre, dont les dimensions sont de l'ordre de grandeur du mètre. Le côté de cette photo mesure donc 1 m. En multipliant par 10 l'arête de ce carré, nous obtenons l'image suivante:
10e1	Ce carré a 10 m de côté, et dans 10 secondes, le prochain carré sera 10 fois plus grand.	un dam, c'est l'ordre de grandeur de notre classe ou de nos maisons ainsi que des plus grands animaux terrestres.
10e2	Un athlète peut parcourir cette distance en 10 secondes. Les tribunes aux vives couleurs sont celles d'un stade de football.	un hm, le recul que l'on prend nous permet de mieux apprécier l'environnement des pique-niqueurs: une parcelle verte coincée entre un port et une autoroute. Pour cultiver de quoi ce nourrir, cette parcelle de terre suffirait amplement à ce couple. 100 m, c'est l'ordre de grandeur de certaines de nos plus grandes construction telle que la Tour Eiffel, et c'est également la limite de taille des êtres vivants: aucun arbre, aucun végétal ne la dépassera.
10e3	Ce carré a 1km de côté, ces 1000 m peuvent êtres parcourus en 10 secondes par une voiture de course.	Un km, Sur cette photo dont les pique-niqueurs sont toujours au centre, on voit combien l'homme a su s'adapter à son environnement en le modifiant pour y vivre mieux. Autoroutes, aéroports et autres lieux de communication sont là pour en témoigner. 1 km, c'est l'ordre de grandeur des plus grandes réalisations humaines comme le tunnel sous la Manche.
10e4	Un avion supersonique peut parcourir cette distance en 10 secondes.	10 km. A cette échelle, le travail collectif de l'espèce humaine est encore facilement observable: les innombrables réseaux routiers, les travaux agricoles, ainsi que l'aménagement des côtes. 10 km, dans le plan vertical, cela correspond grosso-modo à l'altitude des plus hautes montagnes et à la profondeur des plus importantes fosses sous-marines.
10e5	Un satellite sur orbite parcoure cette distance en 10 secondes. De longues traînées de nuages, c'est le temps qu'il fait aujourd'hui dans cette région.	100 km. La zone urbaine de Chicago dont il s'agit, est située à l'extrémité Sud d'un lac.
10e6	Un chiffre 1 suivi de 6 zéros, un million de m. Nous apercevons maintenant la terre dans sa totalité, une minute vient de s'écouler depuis le début de notre voyage.	1000 km. Il s'agit du Lac de Michigan. Cette vaste étendue d'eau et les plaines sédimentaires qui l'entourent ont été creusés par des glaciers dans un passé géologique très récent: il y a quelques dizaines de milliers d'années. En plein jour, à cette échelle, les traces de la présence de l'homme sont difficiles à percevoir; mais, à mesure que la rotation de la terre plonge le paysage dans l'ombre de la nuit, notre présence, paradoxalement, devient perceptible, sous les formes des lumières de la civilisation.
10e7	La terre diminue en s'éloignant, mais toutes ces étoiles sont si lointaines qu'elles semblent immobiles.	10 000 km. Ciel bleu, nuages blancs, mers sombres, terres brunâtres, voici notre globe. Les cartographes nous avaient pendant trois siècles préparés à ce spectacle, mais il n'est devenu réel à nos yeux comme à nos esprits que vers 1967, début de la conquête spatiale.
10e8	Une ligne se trace a la véritable vitesse de la lumière (…), en 1 seconde, elle barre la moitié de l'orbite inclinée de la lune.	100 000 km. Apparaît enfin la Terre, toute entière, solitaire et fragile. Ni Atlas, ni tortue ne la porte, comme le croyaient les Anciens. Seul l'équilibre des forces centrifuge et gravitationnelle la maintiennent sur son orbite autour du soleil. De son mouvement uniforme et rapide, elle parcoure toutes les heures une distance égale à la largeur de ce carré.
10e9	Maintenant, nous traçons une petite partie de l'orbite de la terre autour du soleil.	1 million de km. Le lieux le plus éloigné ou notre espèce humaine se soit rendu est la lune dont la trajectoire est représentée ici. La lune, notre voisin céleste le plus proche. L'éclat de la lumière lunaire et les marées atteste cette proximité.
10e10	Voici les orbites des planètes voisines, Vénus et Mars, puis celle de Mercure.	10 millions de km. Tout comme la lune en orbite autour de la terre, la terre elle-même gravite autour du soleil. Ce segment sur la photo équivaut à son chemin parcouru pendant quatre jours.
10e11	Le centre brillant de notre système solaire pénètre dans notre champ de vision: le soleil suivi par les grandes planètes extérieures en rotation sur leurs immenses orbites.	100 millions de km. Nous voyons maintenant la région interne du système solaire. L'arc de cercle vert représente le parcourt de la planète Terre en 6 semaines. A gauche, l'orbite de la planète Venus, astre que l'on aperçoit aisément à l'aube ou au crépuscule proche de l'horizon.
10e12	Cette orbite spéciale est celle de Pluton.	1 milliard de km. A l'intérieur du parcourt, voici les orbites des petites planètes, comparables à le Terre: Mars, La Terre, Vénus, Mercure, et au centre bien sûr, notre étoile: Le soleil.
10e13	Une bordure de 9 millions de comètes, trop éloignées pour être vues, complète le système solaire.	10 milliards de km. Sur cette image, l'ensemble des 9 planètes du système solaire. En dehors du cadre bleu, les planètes géantes à côté desquelles notre Terre devient insignifiante: Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton. Quelque part entre Uranus et Neptune, la sonde spatiale Voyager, lancée il y a 10 ans (…) depuis la Terre.
10e14	Au loin, le système solaire se réduit à un point brillant, et notre soleil n'est plus qu'une étoile parmi d'autres.	100 milliards de km. Toutes les planètes satellites du soleil tournent dans le petit carré central, ce qui nous donne une idée de nos modestes frontières face aux immensités inter-stellaires.
10e15	En regardant vers l'arrière, nous repérons quatre constellations australes sous un aspect encore proche de celui qui est observé sur la face opposée de la terre.	1/10 d'année-lumière. On ne remarque ici que le soleil sur un fond d'étoiles qui brillent faiblement.
10e16	Ce carré à un côté de 10e16 m, soit une année-lumière. Les dernières 10 secondes nous ont transportés 10 années-lumière plus loin, la prochaine étape: 100 nées-lumière.	Une année-lumière. Voici, au centre, une étoile plus brillante que les autres. Plus brillante mais seulement parce qu'elle est beaucoup plus proche. Cette étoile, c'est le soleil.
10e17	Maintenant, notre perspective se modifie si rapidement, que même les étoiles les plus éloignées vont sembler converger.	10 années lumières. Maintenant que nous nous sommes éloignés du soleil, nous savons qu'il n'est qu'une étoile parmi d'autres et que toutes les étoiles lointaines sont en quelques sortes des soleils.
10e18	Nous dépassons enfin Antarès, étoile très brillante, et quelques étoiles de la Grande Ourse.	100 a-l. A ce stade du voyage, nous ne voyons qu'un arrière-plan peu différent du ciel nocturne visible depuis la Terre.
10e19	Un milieu normal mais inhabituel, des étoiles et des nuages de gaz nous entourent à mesure que nous traversons la voie Lactée. Des pas de géants nous entraînent aux limites de notre galaxie, et en nous éloignant, nous commençons à observer la grande spirale plate qui nous fait face.	1000 a-l. Un nouveau pas en arrière révèle une densité d'étoiles supérieure: nous pénétrons à l'intérieur du disque galactique.
10e20	L'heure et la trajectoire que nous avons choisi pour quitter Chicago, nous ont conduit hors de la galaxie selon un parcours à peu près perpendiculaire à son disque.	10 000 a-l. Les étoiles, regroupées ici en nuages, si elles nous semblent collées les unes aux autres, sont en fait distantes de plusieurs a-l chacune.
10e21	Les deux petites galaxies satellites de la notre sont les nuages de Magellan.	100 000 a-l. Nous voici directement face à la spirale de notre galaxie, la Voie Lactée. Ensemble lui même en rotation autour du noyau central. C'est l'un des bras de cette spirale que l'on peut voir depuis la Terre sous la forme d'une traînée blanche dans le ciel nocturne.
10e22	Des groupes de galaxies nous présentent un niveau nouveau de structure.	Un million d'a-l. Si la galaxie, on l'a vu, tourne sur elle même, elle voyage également dans l'espace, entraînant ses milliards d'étoiles à une vitesse dépassant l'imagination.
10e23	Les points brillants ne sont plus des étoiles isolées mais des galaxies avec des myriades d'étoiles. Nous dépassons le grand groupe de galaxies de la Vierge parmi de nombreuses autres.	10 millions d'a-l. Notre galaxie est maintenant réduite à un point au centre de la photo. Les autres tâches lumineuses constituent autant de galaxies similaires à la notre.
104	Nous avons parcouru 100 millions d'années lumière. Nous approchons les limites des observations terrestres. Une pause et nous allons commencer le voyage de retour. Cette scène déserte avec des galaxies qui semblent des grains de poussière, tel est l'aspect de la majeure partie de l'univers. La richesse de notre propre environnement fait exceptio	100 millions d'a-l. Les galaxies s'associent généralement en amas. Ici, l'amas de Virgo contenant la Voie Lactée qui porte en elle le Soleil et notre lointaine Terre rattachée à lui.
10e25	Le retour jusqu'au pique-nique sur le bord du lac sera accéléré: La distance par rapport à la terre sera réduite de 10 fois toutes les 2 secondes. Dans chaque intervalle de 2 secondes, nous parcourrons 90 % de la distance qui nous sépare de la Terre. Remarquons l'alternance de grande activité et d'inaction relative selon un rythme qui se poursuivra jusqu'à notre prochain objectif: un proton dans le noyau d'un atome de carbone sous la peau de la main du pique-niqueur endormi.	1 milliars d'a-l. D'une manière générale, l'espace semble aussi vide que sur l'illustration. Une vue 10 fois plus grande ne ferait apparaître ni structure, ni vide nouveau. L'univers est grosso-modo uniforme à cette échelle ou le nouveau ne peut être recherché que dans la durée, non dans l'espace. 10e25 m marque donc la limite supérieure de notre voyage.
10e-1	Nous sommes revenus à notre point de départ, et nous ralentissons notre mouvement après avoir atteint 1 m. 10e-1 Maintenant nous allons réduire la distance qui nous sépare de notre destination finale  au rythme de 90 % toutes les 10 secondes. Chaque pas sera beaucoup plus petit que le précédent.	Ce dormeur était au centre de toutes les illustrations précédentes. Divisons maintenant par 1à les dimensions de cette photo. De 1 m, nous passons à  10e-1, 1 dm. Nous sommes maintenant à l'échelle de l'intime. Voici le dos de votre propre main, un peu agrandi. 10 cm, c'est l'échelle des plus petits mammifères ainsi que de la plupart de nos outils familiers, parmi lesquels crayons et stylos.
10e-2	nous nous approchons de la surface de la main.	1 cm. Scrutons la peau comme avec une forte loupe. Ces innombrables plis témoignent de la souplesse de notre peau. 1 cm, c'est l'ordre de grandeur de quelques insectes et de nos plus petits instruments.
10e-3	Dans quelques secondes, nous allons pénétrer sous la peau en traversant les diverses couches, depuis les cellules mortes les plus extérieures jusqu'à l'intérieur d'un minuscule vaisseau sanguin.	1mm. Voici le détail d'un pli de la peau. En deçà de cette échelle, notre œil seul ne nous sera plus d'aucun secours pour découvrir des structures nouvelles.
10e-4	Les couches de la peau disparaissent tour à tour. Une couche extérieure de cellules: le collagène fibreux.	100 microns. Ici, nous prenons part au monde microscopique. Des détails inattendus apparaissent, nous avons peine à nous orienter. Encore plus profond et nous pénétrons dans un monde inférieur, aussi inconnu que celui des lointaines étoiles.
10e-5	Le capillaire contient des globules rouges et un lymphocyte. Nous pénétrons dans ce globule blanc. Parmi d'autres organites vitaux de la cellule, nous apercevons la paroi poreuse qui entoure son noyau.	10 microns. Sous la peau vivante, à l'intérieur d'un vaisseau sanguin, cette cellule blanche, un lymphocyte, participe à la défense du corps contre l'infection. Dans un seul corps humain, il y a une centaine de fois plus de cellules qu'il n'y a d'étoiles dans notre galaxie.
10e-6	L'intérieur du noyau porte l'hérédité de l'homme dans la chaîne pelotonnée de l'ADN.	1 micron. Un peu comme un fruit, toute cellule possède un noyau. Nous sommes ici à l'intérieur de le cellule, face à la membrane qui protège ce noyau. Les petits pores que l'on aperçoit ici permettent aux matières contenues à l'intérieur de sortir dans le corps cellulaire.
10e-7	En nous rapprochant, nous atteignons la double hélice elle-même. Une molécule comme une longue échelle tordue dont les barreaux formés de paires de bases répètent par deux fois les mots de notre puissant code génétique.	1/10 de micron. Bien à l'abri dans le noyau cellulaire, se trouvent d'énormes et longues molécules d'ADN entortillées comme du ruban. Ce sont ces molécules qui forment les chromosomes et qui contiennent toutes les informations vitales sur l'être vivant qui les porte.
10e-8	A l'échelle atomique, l'interaction forme-mouvement devient plus visible. Nous nous intéressons à un groupe très courant comprenant 3 atomes d'hydrogène liés à 1 atome de carbone.	1/100 de micron. Dans ce gros plan, on voit l'ADN comme une longue échelle moléculaire torsadée. Chaque barreau est constitué par un assemblage d'atomes.
10e-9	Quatre électrons forment la couche extérieure du carbone. Ils apparaissent comme un essaim de points clignotants.	1 nm. L'ensemble situé au centre de cette image comporte 1 atome de Carbone dans le carré bleu auquel sont rattachés 3 atomes d'hydrogène visibles sur le cliché plus un autre dans l'arrière plan.
10e-10	nous nous retrouvons parmi ces électrons extérieurs.	1 Angström. Au milieu de cette photo, voici l'atome de Carbone. Nous savons maintenant que les limites d'un atome ne sont définies que par rapport au mouvement de ses électrons. C'est la raison pour laquelle l'atome est représenté ici sous la forme d'un nuage de points. Pénétrons à l'intérieur de cet atome.
10e-11	Maintenant nous parvenons aux deux électrons internes. Alors que nous nous approchons du centre d'attraction de l'atome, nous pouvons observer un vaste espace interne.	1/10 d'Angström. Les lois de la physique atomique ne nous permettent pas de représenter chaque électron individuellement. On parlera ici encore de nuage électronique. Ces électrons cependant, ne subissent qu'une seule influence, celle du noyau.
10e-12	Voici enfin le noyau de carbone si dense et si petit. Ce noyau de carbone contient 6 protons et 6 neutrons.	1 pm. En s'enfonçant encore plus profondément à l'intérieur de l'atome, le noyau compact commence à apparaître. On se rend compte ici, entre noyau et électron, à quel point la matière est constituée de vide !
10e-13	Nous sommes maintenant dans le domaine des entités universelles: il y a des protons et des neutrons dans tout noyau, des électrons dans tout atome, des atomes liés dans toute molécule et cela jusqu'à la galaxie la plus éloignée.	1/10 de pm. Nous voyons maintenant nettement le cœur, le noyau de l'atome de Carbone.
10e-14	Un proton isolé remplit notre champ de vision. Nous sommes à la limite de notre compréhension actuelle.	10 fm. Tout noyau est composé de particules fondamentales. Ici, pour le carbone, elles sont au nombre de 12: 6 protons et 6 neutrons. Ce sont ces mêmes particules qui composent notre corps ou les gaz des plus lointaines galaxies.
10e-15	S'agirait-il des quarks en interaction forte ? Notre voyage nous a conduit à travers 40 puissances de dix. Si notre champ actuel représente une unité, lorsque nous observions simultanément de nombreux amas de galaxies, nous étions à 10e40, un chiffre 1 suivi de 40 zéros…	1 fm. Depuis peu, certains physiciens, tentent de découvrir des particules encore plus fondamentales que protons et neutrons. Ces particules, les quarks, sont représentées par ce motif des taches de couleurs. Ceci n'est pas une photo, mais le symbole abstrait d'une physique que nous commençons tout juste à comprendre. Que verront-nous, que réussiront-nous à comprendre lorsque nous descendront plus bas encore ?