Fusako a posé la question dans Sciences et mathématiquesPhysique · il y a 6 mois

Si la lumière se propage à l'infini tant que ses photons ne sont pas consommés, pourquoi fait-il noir la nuit ?

Mise à jour:

La voûte céleste est composée de milliers d'étoiles, pourquoi ne perçoit-on pas toute leur lumière la nuit ?

Mise à jour 2:

Selon wikipedia, à propose du paradoxe d'Olbers, l'expansion de l'Univers provoquerait un décalage vers le rouge de la lumière de toutes les étoiles et l’œil humain ne pourrait plus voir cette lumière. Mais nous avons les moyens de voir les infra-rouges et la voûte céleste serait entièrement rouge selon cette théorie.

9 réponses

Évaluation
  • il y a 6 mois
    Meilleure réponse

    C'est le fameux paradoxe d'Olbers :

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_d%27Olbers

    Je réponds ici à tes commentaires :

    1- Lumière des étoiles :

    Pour que le ciel soit uniformément lumineux, il faut que tout point du ciel soit occupé par une étoile.

    La densité actuelle de matière (lumineuse, c'est à dire celles des étoiles en galaxies, amas et super-amas) dans l'univers ne permet d'obtenir une luminosité continue qu'à condition d'avoir un horizon d'univers situé à une distance minimale de 10^18 années-lumière. Or, l'univers observable a un rayon d'environ 4 10^10 années-lumière => la luminosité moyenne du ciel est 10^8 fois plus faible que celle des étoiles (= Soleil), soit environ 10^-5 W/m², autrement dit pas grand chose à l'oeil nu (s'il s'agit de lumière visible). Mais, le ratio 10^-8 nous informe que cette luminosité est précisément discontinue, et c'est d'ailleurs confirmé par l'observation de galaxies, bien distinctes du noir ambiant, à des distances de l'ordre de 10 milliards d'années-lumière.

    2- Lumière du gaz primordial uniforme (380 000 ans après le big-bang) :

    Pour cette lumière là, le ciel est uniformément lumineux, à une longueur d'onde millimétrique.

    Cette uniformité lumineuse est apparue, selon le modèle standard, après la période d'inflation, à une époque ou l'univers, plus dense, permettait des interactions lumineuses beaucoup plus nombreuses entre atomes d'hydrogène très proches les uns des autres. Bien que ce rayonnement soit aujourd'hui à basse température (2,7 K) et peu énergétique (micro-ondes), le fond diffus cosmologique (encore appelé rayonnement fossile) représente 96 % de l’énergie existant sous forme de photons dans l'Univers. Les 4 % restant viennent des étoiles (dans le visible) et du gaz froid des galaxies (dans l'infrarouge).

    Donc, oui, le ciel est uniformément lumineux, mais aujourd'hui pas dans le visible. Si nous avions vécu 380 000 ans après le big-bang, nous aurions alors vu un ciel de Feu ! (à 3000 K, pas sûr qu'on aurait vu grand chose, d'ailleurs, dans ce brasier !).

    -------------------------------------------- Ajout :

    Le nombre d'étoiles augmente-t-il ou diminue-t-il dans l'univers ?

    On ne dispose pas de statistiques fiables :

    - Naissances et morts des étoiles dans notre galaxie, par an (le nombre d'étoiles augmente)

    https://www.espace-sciences.org/multimedia/audios/...

    - Naissances et morts des étoiles dans les autres galaxies, par an : On ne sait pas.

    - Naissances et morts des étoiles dans le milieu intergalactique, par an : On ne sait pas non plus.

    En revanche, ce que l'on sait, c'est que plus une étoile est massive, plus les réactions nucléaires sont rapides et donc plus sa durée de vie décroit (10 masses solaires => durée de vie de 50 millions d'années, 1 masse solaire => 10 milliard d'années, 0.5 masse solaire => 50 milliards d'années)

    • Ferdiil y a 5 moisSignaler

      Put1de St Marc Bvo a ceci près que celles.es données.ci ne sont que des probabilités qu une physique 2G .Stalienne de surcroît pourrait éventuellement vérifier Merci

  • il y a 6 mois

    Parce que l'univers n'est pas infini spatialement (même s'il est "non borné") - donc le nombre d'étoiles n'est pas infini - ni temporellement (non seulement l'âge de l'Univers, mais la durée de vie des étoiles est limitée), entre autres bonnes raisons, sans aller chercher la non-constance de la vitesse de la lumière en fonction du temps et la notion de temps elle-même (mais là je m'égare... :o)

    .

    • Alexandre
      Lv 7
      il y a 6 moisSignaler

      La lumière des étoiles n'est plus grand chose quand on s'éloigne

  • Anonyme
    il y a 6 mois

    La lumière diminue avec l'espace parcouru, comme les phares d'une voiture en fait.

    • Ferdiil y a 5 moisSignaler

      car il n y a pas d air dans l espace tout simply Bvo +1

  • il y a 6 mois

    Pour qu'il ne fasse pas noir la nuit il faudrait un nombre très important d'étoile, et il n'y en n'a pas assez. En observant la voie lactée garnie de milliards d'étoiles on ne voit qu'une lueur bien faiblarde, et à condition que les conditions soient favorables. En réalité la plupart des gens ne l'on jamais vu.Il faudrait à peu près 100 fois plus d'étoiles pour que cela soit visible en ville, et aucune galaxie ne comporte autant d'étoiles.

    Je n'ose faire le cacul du nombre d'étoiles qu'il faudrait pour couvrir tout le ciel, peut-être 20 fois plus si on considère qu'elle occupe envirion 10° de large sur presque toute la sphère ? Nous sommes très très loin du compte.

    On peut alors se demander pourquoi une forêt qui a beaucoup moins d'arbre réussi à obscurcir l'horizon ? C'est que les conditions ne sont pas les mêmes. Pour que ce soit équivallent il faudrait que la forêt soit composée d'une première rangée de fil de fer épars à 1 km, puis d'autre fils de fer 1 km plus loin etc.. Les étoiles sont au mieux des points un peu brillants et très très distants...

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  • il y a 6 mois

    Comme dit, le paradoxe d'Olbers.

    Si l'univers est infini dans l'espace et le temps et qu'il y a donc une infinité d'étoiles réparties uniformément à grande échelle, alors le fond du ciel devrait être aussi lumineux que le Soleil.

    Il y a plein d'hypothèses dans cette idée :

    - espace infini,

    - temps et histoire de l'Univers infini,

    - répartition uniforme,

    - lumière similaire à celle du Soleil (même type de spectre, intensité, etc.)

    - donc même type de lumière nous parvenant

    - l'Univers statique, immuable.

    Donc si :

    - l'univers est fini,

    - ou à une origine (histoire et temps fini),

    - ou n'a pas une distribution uniforme,

    - ou que la lumière reçue est éloignée de celle du Soleil (décalage spectral),

    - ou que l'Univers ou sont contenu s'éloigne de nous ou n'a pas toujours existé,

    alors à une certaine distance conditionnée par la vitesse de la lumière la lumière reçue ne nous est plus perceptible car :

    - elle ne nous est pas encore parvenue,

    - elle s'est transformée pour ne plus être visible (IR ou UV) et notable (basses fréquences)

    - elle est masquée par d'autres sources de lumière (ce qui est doublement irréaliste car il faut expliquer cette répartition et en fait les obstacles eux aussi chaufferaient et finiraient par émettre),

    - les étoiles n'ont pas toujours existé et s'éteignent.

    Bref c'est une origine à l'Univers et son expansion qui font essentiellement que le fond du ciel est noir car il y a une distance au delà de laquelle aucune lumière ne peut nous être parvenue, que cette lumière est décalée vers le rouge au point d'atteindre la gamme micro-onde (Fond cosmologique) et accessoirement que les étoiles sont nées après l'origine de l'Univers, accessoire puisque le fond cosmologique était aussi lumineux qu'une naine rouge donc en couvrant tout le ciel le rendait aussi lumineux que le Soleil.

    Et c'est bien là la conclusion : en fait la nuit n'a pas été et n'est pas noire : elle est uniformément lumineuse… dans le micro-onde !

    L'expansion a rendu cette luminosité uniforme invisible et si peu énergétique qu'elle ne nous ennuie plus guère aujourd'hui, sauf dans le domaine micro-onde !

  • arrial
    Lv 7
    il y a 6 mois

    On voit de la lumière là d'où sont issus les photons. Or la vitesse des photons et finie, et il n'existait pas de matière avant le Big-bang. Donc à partir d'une certaine distance, il ne peut y avoir de sources de lumière et le fond du ciel est noir.

  • Anonyme
    il y a 6 mois

    parce qu'on ne voit bien qu'avec les yeux du coeur

  • il y a 6 mois

    parce que ilo fait nuageux

  • il y a 6 mois

    Il y a de la lumière partout dans l'espace, mais pour la voir, c'est comme la lumière du soleil, on ne la voit que quand elle est réfléchie par la Lune par exemple, il faut un objet ou la lumière ira se refléter pour voir cette lumière.

    Entre les galaxie il n'y a pas de planètes, météorites, ... pour refléter cette lumière, elle est là mais on ne peut pas la voir.

    Enfin je crois.

    • Aucune Réponse
      Lv 7
      il y a 6 moisSignaler

      Finalement il faut être capable de voir une lumière égale à
      I⋅S²/(D²⋅d²)

      Essaye avec les planètes géantes par exemples, de diamètre similaire, tu verras à quel point ça chute vite.

      Pour nous nous avons la chance que l'œil voit de façon logarithmique donc ça décroit plus lentement.

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