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Pourquoi la nuit est-elle noire ?

Le paradoxe d'Olbers (Nom de l'astronome allemand Heinrich Olbers qui le décrivit en 1823) ou paradoxe de la nuit noire est une contradiction apparente entre le fait que le ciel est noir la nuit et le fait que l'Univers était supposé statique et infini à une époque où on ignorait qu'il est en fait en expansion.


il a été énoncé dès 1576 par Thomas Digges puis par d'autres grands astronomes, poètes et penseurs dont Johannes Kepler ou Edgar Allan Poe.


En voici un résumé simplifié :

Si on suppose un univers infini contenant une infinité d'étoiles uniformément réparties, alors chaque direction d'observation devrait aboutir à la surface d'une étoile.
La luminosité de surface d'une étoile est indépendante de sa distance :
Le fait qu'une étoile semblable au Soleil est moins brillante que celui-ci, est dû au fait que l'éloignement de l'étoile fait que sa taille apparente est beaucoup plus faible.
Le ciel nocturne devrait donc être aussi brillant que la surface d'une étoile moyenne comme notre Soleil ou n'importe quelle autre étoile de notre Galaxie.

A l'époque il était admis que les étoiles brillaient éternellement,

Kepler a donc proposé que l'univers était fini ou du moins qu'il contenait un nombre fini d'étoiles.

Plus tard, Edgar Allan Poe avança le fait que si l'univers avait un âge fini, alors la lumière voyageant à une vitesse grande mais finie ne nous permettait d'accéder qu'à une région restreinte de celui-ci.


Aujourd’hui, nous savons que les étoiles, naissent, vivent, puis finissent par s'éteindre.

De plus La théorie de la relativité générale (qui reste une théorie, il faut le préciser), admet que l'univers est en expansion.

La réponse est là.

Si l'univers est en expansion, il a donc un âge fini et la lumière de la plupart des étoiles n'a pas eu le temps de parvenir jusqu'à nous (sur ce point, Poe était dans le vrai).

L'effet Doppler explique également l'absence de lumière visible la nuit :

La lumière des galaxies lointaines est décalée vers le rouge.
Pour les galaxies les plus lointaines, le décalage est si important qu'il bascule dans le spectre de l'infrarouge.

Finalement, la nuit n'est pas noire mais nos yeux, insensibles au rayonnement infrarouge, ne peuvent pas capter les sources lumineuses les plus lointaines (Dont le fond diffus cosmologique mais c'est une autre histoire).

Pourquoi la nuit est-elle noire ?
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c'est excellent ce genre de box.
Si il n'y avait que dans l'infrarouge que nos yeux avaient du mal...
Je like, pos', partage, met un pousse bleu et tout le tralala !

A voir vers 1,50...
anonyme
op
@Atmoz: Merci, la vidéo est très bien faite et du coup, ça amène une question :
-Certains serpents sont capables de voir la nuit pour chasser grâce à une particularité leur permettant de capter la lumière infrarouge.Est-ce que ces serpents seraient donc en mesure de "voir" les galaxies lointaines et le fond diffus cosmologique ?


@Blazdack: Je ne suis pas certain... quand tu vois la taille du spectre de lumière, il y a peu de chance qu'un être vivant puisse l'apercevoir dans sa totalité ! Je pense que pas mal d'animaux ont des visions différentes et que ce n'est pas pour ça qu'ils vont avoir accès à d'autres parties du spectre de la lumière...

C'est d'ailleurs assez amusant d'imaginer que tout ce noir qu'on voit n'est peut être en fait qu'un immense ballet de couleurs et de lumières !
anonyme
op
@Atmoz: En voici un exemple,la voie lactée dans le domaine de l'infrarouge :
@Blazdack: Aie... fracture de l'oeil !
Quand je vois ça, je me dit que heureusement que nous ne voyons pas tout ça réellement, c'est je pense le genre de choses qui nous ferait totalement flipper, à condition bien entendu que notre cerveau arrive à juste comprendre ce que les yeux pourraient voir !
@Blazdack: "Tu en ssssssais beaucoup trop...."
Le décalage vers le rouge dont tu parles n'est pas l'effet Doppler. C'est un effet relativiste du à l'expansion de l'univers. Les galaxies sont en moyenne au repos par rapport à nous mais l'expansion de l'univers va étirer les longueurs d'onde nous provenant des différentes galaxies. Au plus une galaxie est loin, au plus le temps de trajet de la lumière a été long et au plus sa longueur d'onde a pu être étirée vers le rouge par l'expansion. Ça n'a donc rien à voir avec l'effet Doppler. De plus, ce n'est pas parce que l'univers est en expansion qu'il a un age fini. Tu peux imaginer un univers fait uniquement d'énergie sombre qui n'a pas de moment initial (univers de De Sitter). Dans ce genre d'univers, le "paradoxe" d'Olbers est aussi résolu.
anonyme
op
@Jotaro: Tout à fait d'accord avec toi,

On parle de l'expansion de l’Univers donc d'une certaine manière, les distances ne changent pas mais c'est l'espace entre les objets qui se dilate.

Donc oui, je n'aurai pas dû utiliser le terme Doppler dans mon texte mais plutôt tout simplement "Décalage vers le rouge".

En revanche, si on peut considérer que les objets lointains s'éloignent (même si ce n'est pas tout à fait le cas) de nous, alors on peut considérer que le résultat est le même, la lumière nous parvenant est décalée vers le rouge.

J'ai essayé de vulgariser au maximum mais du coup, et en effet, je n'aurai pas du utiliser ce terme mais j'ai essayé de de faire en sorte que la box soit accessible au plus grand nombre car je trouve ce paradoxe plutôt cool et partir dans la dilatation des distances me paraissait un peu "violent".

Ceux qui approfondiront se rendrons compte que j'ai écrit une connerie mais au moins, ça aura éveillé leur curiosité.

@Blazdack: OK je comprends mais quand tu parles d'expansion, tu parles forcement de dilatation des distances. Tu peux vulgariser sans dire de bêtise. Tu aurais pu utilise une analogie 2D avec le ballon qu'on gonfle par exemple.
" les distances ne changent pas mais c'est l'espace entre les objets qui se dilate." la distance qui nous sépare de l'objet change. Tu traces un quadrillage sur un ballon, en gonflant le ballon les "carrés" vont se dilater mais la règle qui sert à mesurer les distances (pour nous, la vitesse de la lumière fois l'étalon de temps) ne va pas se dilater. LA distance va donc varier.
anonyme
op
@Jotaro: tu préconises une suppression de la box du coup ?
@Blazdack: Non, ne fais pas comme celle sur la traversée de la galaxie à la vitesse de la lumière. Comme tu dis, ça a le mérite d'apprendre aux gens que ça existe. Au pire, ceux qui ne l'ont pas encore vue liront peut-être cette discussion donc je trouve ça plus positif que de juste effacer ce sujet et du coup priver les gens d'en connaître l'existence.
anonyme
op
@Jotaro:

J'suis assez d'accord mais ça m'emmerde un peu de partager des données erronées.Mais je te rejoins sur le fait que ça apprend des choses au Chouals.

En espérant qu'ils lisent les commentaires bien sûr.

En tout cas merci bien, c'est cool d'avoir du répondant sur ce type de questionnement et ma boulette aura le mérite d'avoir provoqué le débat.

Pour être tout à fait honnête ( sans chercher à me défendre car l'erreur est grossière), j'avais préparé une première version mais je l'ai perdue au moment de l'intégration de la box qui n'a pas fonctionnée.
par manque de patience et par flemme, j'ai donc retapé un texte beaucoup moins élaboré et j'ai eu recours à des sources moins fiables.

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