"Pourquoi le ciel est noir ?"

En faite j'ai regardé une explication de Hubert reeves qui ne me convint pas... et je crois que sur d'autres articles c'est toujours l'argument final qui revient. (Je me doute bien que c'est moi qui ai mal compris mais j'aimerais du coup comprendre )

Je suis d'accord que la vitesse de la lumière ne permet pas aux étoiles de + de 13,77 Milliard d'AL de nous atteindre, mais pour moi cette explication ne suffit pas à la noirceur du ciel.

Quand on regarde au télescope une galaxie genre M31 par exemple, malgré son nombre énorme d'étoile et sa proximité par rapport à l'échelle de l'univers observable (sensé être la raison de l'extinction) On la voit d'avantage en concentrant un maximum de lumière venant de sa direction (avec un télescope)

Pour moi c'est alors évident que la lumière se diffuse (donc faiblie) au fur et à mesure de sa course dans l'espace et qu'une majorité de ces émissions de lumières sont si diffusent par rapport à l'intensité de départ que les lumières des étoiles de plus grande magnitude et la limite de nos yeux nous empêche de les discerner.

Du coup je vois plus le rapport avec l'explication "la taille de l'univers fait que toute les étoiles ne nous ont pas encore émis toute leur lumière" puisqu'on est déjà incapable de discerner des lumières émises dans notre proximité. C'est plutôt ça l'explication non ? l'impossibilité de notre yeux de discerner certaines magnitudes quand la lumière est trop diffusé.

La vidéo (les balises marchent pas déso) :

http://www.dailymotion.com/video/x4deww_pourquoi-il-fait-nuit_tech

La puissance lumineuse qui nous parvient d'une étoile décroît avec le carré de sa distance. L'univers n'étant pas à 100% rempli d'étoiles, aucune lumière ne nous parvient des trous.

Enfin, nos yeux ne peuvent effectivement pas voir grand chose (la limite est Mg 6).

Effectivement si la vitesse de la lumière était infinie on serai alors baigné dans la lumière nous arrivant de manière instantanée de tout ce que contient l'univers, je n'ose pas imaginer ce que nous serions ...

Une suggestion de lecture pour faire le tour de la question :

Et après, on en discute...

C'est un des constats de base qui permet de dire qu'il doit y avoir un début (Big Bang)...

Ah bon ? L'expansion de l'univers suffit, pas besoin de Big Bang pour ça. D'ailleurs, à cause de cette expansion, le ciel va nous paraître de plus en plus sombre... et un jour même les quarks seront incapables de voir leurs plus proches quarks voisins.

Effectivement si la vitesse de la lumière était infinie on serai alors baigné dans la lumière nous arrivant de manière instantanée de tout ce que contient l'univers, je n'ose pas imaginer ce que nous serions ...

Pour moi justement non et c'est le cœur de ma question, la vitesse limité n'est pas la cause selon moi. Si la lumière avait une vitesse instantané, cela ne changerais pas le problème de l'intensité qui décroit au carré de la distance qui fait que nos yeux limités à Mag 6 seraient de toute façon incapable de collecter une si faible intensité.

Et meme si, par l'instantanéité de la lumière, on recevait alors les photons de la totalité des étoiles de l'univers (même en dehors de la sphère de 13,7 milliards d'AL) de toute façon l'intensité de ces étoiles si lointaine ne serait meme pas pris en compte par notre yeux.

D'où le fait que je ne comprend pas que reeves dise que cette vitesse finie et cette expansion (qui fixe les limites du fameux univers observable) n'ont aucun lien avec le noir du ciel.

Bonjour

"Selon moi" et "je ne comprends pas que" sont des arguments épistémologiquement fragiles...

A propos de magnitude limite perceptible par nos yeux, une remarque...

S'il y a une étoile de magnitude 9 toute seule dans le noir, un œil "normal" ne la voit pas.

S'il y a un amas de plusieurs centaines de milliers d'étoiles semblables (genre M 13) dont chaque étoile est invisible individuellement, l'ensemble forme une tachouille visible à l'œil nu.

Et c'est facile à comprendre : chaque cellule de la rétine ne reçoit pas les photons venant d'une seule étoile, mais des centaines de milliers de fois plus...

Ah bon ? L'expansion de l'univers suffit, pas besoin de Big Bang pour ça. D'ailleurs, à cause de cette expansion, le ciel va nous paraître de plus en plus sombre... et un jour même les quarks seront incapables de voir leurs plus proches quarks voisins.

Il y avait la conférence d'Aurélien Barrau aux RCE, qui, en partant du paradoxe d'Olbers, arrive à démontrer une première raison pour laquelle on a eu un "Big Bang", justement parce qu'on constate que le ciel est noir et non comblé d'étoiles. Ça se re-regarde sur YouTube, dès le début de son intervention. :-)

Pour moi c'est alors évident que la lumière se diffuse (donc faiblie) au fur et à mesure de sa course dans l'espace et qu'une majorité de ces émissions de lumières sont si diffusent par rapport à l'intensité de départ que les lumières des étoiles de plus grande magnitude et la limite de nos yeux nous empêche de les discerner.

Mais en même temps il y a une infinité d'étoiles (dans l'hypothèse où la vitesse de la lumière serait infinie) qui contribuent à cette lumière. L'un dans l'autre, est-ce que ça se compense ? Ce n'est pas évident, ni dans un sens ni dans l'autre.

Remarque : la Voie Lactée est visible à l'œil nu, pourtant ses étoiles ne le sont pas. Donc tu ne peux pas utiliser comme argument la limite de nos yeux. Un très grand nombre d'astres invisibles à l'œil nu peuvent tout à fait former un truc visible.

On a une infinité d'astres qui nous envoient de la lumière, mais cette lumière est de plus en plus faible avec la distance. Est-ce que l'infinité l'emporte sur l'atténuation due à la distance ou le contraire ? Pour le savoir, il faut faire le calcul. Les livres qui présentent le paradoxe d'Olbers de façon un minimum technique présentent le calcul : c'est un calcul d'intégrale. On intégre une quantité de plus en plus petite sur un domaine infini, mathématiquement c'est une sorte de forme indéterminée, il n'y a pas le choix, il faut calculer. (Le raisonnement que tiendra Bongibong dans quelques instants à la suite de mon message est en quelque sorte une vulgarisation du calcul.)

C'est comme lorsqu'on fait la somme 1/2+1/4+1/8+1/16+... : il y a une infinité de termes qui sont de plus en plus petits (telle la contribution des étoiles de plus en plus lointaines) donc le résultat ne peut pas être deviné a priori, il faut le calculer (en fait cette somme est tellement simple qu'on peut trouver le résultat avec un petit dessin). Verdict : elle n'est pas infinie.

Et la somme 1/1+1/2+1/3+1/4+... ? Elle contient aussi une infinité de termes qui sont de plus en plus petits, et cette fois-ci (après calcul plus compliqué) la somme est infinie.

Et dans le cas de la contribution des astres de l'univers ? Le calcul donne comme résultat l'infini. Donc si la lumière se déplaçait de façon instantanée, le fond du ciel serait extrêmement lumineux. Il n'y a pas à chercher à comprendre : c'est le verdict du calcul, comme ci-dessus.

Par contre, il est intéressant de comprendre que, sans regarder les choses de plus près, on ne pouvait pas conclure. On ne peut pas dire que l'un ou l'autre résultat (contribution fini / contribution infinie) était évident a priori.

Pour moi justement non et c'est le cœur de ma question, la vitesse limité n'est pas la cause selon moi.[/Quote]Prenons le problème à l’envers, que faudrait-il pour que le ciel ne soit pas noir la nuit ?

Et bien… il faudrait que l’univers soit infini, de sorte que dans n’importe quelle direction dans laquelle on observerait, on tomberait sur une surface d’étoile.

De plus… il faudrait que la vitesse de la lumière soit infinie, et que les étoiles soit éternelles.

 

L’infinité de l’espace… ça reste un débat ouvert.

La finitude de la vitesse de la lumière fait que l’on a accès seulement à une région finie (donc non, on ne peut pas voir partout, si ça se trouve dans cette direction là, il y a une étoile, mais… comme elle est trop loin, et bien, je ne vois que du noir).

Et puis… la durée de vie finie des étoiles fait que… ok dans cette direction, il y avait un corps émetteur, mais maintenant il n’y en a plus…

Si la lumière avait une vitesse instantané, cela ne changerais pas le problème de l'intensité qui décroit au carré de la distance qui fait que nos yeux limités à Mag 6 seraient de toute façon incapable de collecter une si faible intensité.[/Quote]Oui mais si juste à côté il y a une autre étoile, et encore à côté une autre étoile etc… on n’aurait plus un point, mais une grosse tâche continue… oh bah oui…

Je n’ai pas parlé de l’expansion parce que pour les étoiles les plus lointaines émettant principalement dans le visible, leur lumière est fortement décalée vers le rouge, pour ne pas dire dans les infrarouges (d’où la définition technique du JWST) et donc nos yeux sont insensibles, même si nos yeux pouvaient capter les photons provenant d’eux.

Et meme si, par l'instantanéité de la lumière, on recevait alors les photons de la totalité des étoiles de l'univers (même en dehors de la sphère de 13,7 milliards d'AL) de toute façon l'intensité de ces étoiles si lointaine ne serait meme pas pris en compte par notre yeux.[/Quote]Il manque un argument dans ce que tu dis.

Si en s’éloignant, la densité de l’univers diminue plus vite, alors la contribution de la lumière venant de là-bas diminuerait et on ne verrait rien.

Sauf que… si tu regardes 2 fois plus loin, et bien ta source sera 4 fois moins lumineuse…

Mais… comme 2 fois plus loin fait que tu multiplies par 8 ton volume, donc tu as 8 fois plus de sources, qui sont 4 fois moins lumineuses, donc au final, tu as 2 fois plus de lumière.

10 fois plus loin, 100 fois moins de lumière, mais 1000 fois plus de sources, donc 10 fois plus de lumière.

D'où le fait que je ne comprend pas que reeves dise que cette vitesse finie et cette expansion (qui fixe les limites du fameux univers observable) n'ont aucun lien avec le noir du ciel.

??

Bonjour

Pour moi c'est l'immensité des distances et la faible densité de la matière visible (étoiles, galaxies ) qui font que le ciel est noir pour nos yeux de terriens.

Pour exemple, je crois me souvenir que si on réduisait la taille du Soleil à celle d'un petit pois ( 5 mm ) alors Proxima de Centaure serait un autre petit pois placé à une distance d'environ 142 km.

A cette échelle le Terre placée à 50cm est baignée de lumière mais la puissance lumineuse du Soleil s'estompe complétement ( ou presque ) au delà de quelques mètres.

Pour que le ciel soit éclairé en permanence il faudrait donc des soleils toutes les dizaines de mètres.

Me trompe-je?

(...)Me trompe-je?

Oui !

(...)A cette échelle (...)la puissance lumineuse du Soleil s'estompe complétement ( ou presque ) au delà de quelques mètres. (...)

La puissance lumineuse ne s'estompe pas du tout,

(à moins qu'il n'y ait un nuage de matière absorbante, mais il y a bien plus de régions vides que de régions absorbantes...)

mais la puissance se répartit dans l'espace, selon les lois et proportions dont les autres messages ont déjà parlé.

Merci pour vos réponses ! Bon alors je suis désolé mais même si vos réponses sont logique j'ai du mal à appréhender

Et dans le cas de la contribution des astres de l'univers ? Le calcul donne comme résultat l'infini. Donc si la lumière se déplaçait de façon instantanée, le fond du ciel serait extrêmement lumineux. Il n'y a pas à chercher à comprendre : c'est le verdict du calcul, comme ci-dessus.

C'est le même paradoxe que j'ai JAMAIS compris ou réussi à appréhender avec achille et la tortue

https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_d%27Achille_et_de_la_tortue qui ne me semble absolument pas un paradoxe.

Le calcule 1+1/2+1/4+1/8+1/16 décrit pour moi non pas une valeur infini mais une asymptote de "2" soit 1,9999999999999.... Même pris à l'infinité, chaque addition ne fera que préciser ce rapprochement de "2" N'atteignant jamais deux et donc encore moins l'infini.

Donc on peut imaginer qu'en cas de célérité infini, que le ciel soit plus claire qu'actuellement, mais autour d'une valeur de clarté limite définit représenter ici par "2" (et non pas une clarté infini donc) et donc pas totalement illuminé.

Je n’ai pas parlé de l’expansion parce que pour les étoiles les plus lointaines émettant principalement dans le visible, leur lumière est fortement décalée vers le rouge, pour ne pas dire dans les infrarouges (d’où la définition technique du JWST) et donc nos yeux sont insensibles, même si nos yeux pouvaient capter les photons provenant d’eux.

Cela ne serait pas une "preuve" que nous ne verrions pas le ciel entièrement illuminé justement ? S'il existe une limite de distance ou le décalage dépasserait les 400nm du visible...

Sauf que… si tu regardes 2 fois plus loin, et bien ta source sera 4 fois moins lumineuse…

Mais… comme 2 fois plus loin fait que tu multiplies par 8 ton volume, donc tu as 8 fois plus de sources, qui sont 4 fois moins lumineuses, donc au final, tu as 2 fois plus de lumière.

10 fois plus loin, 100 fois moins de lumière, mais 1000 fois plus de sources, donc 10 fois plus de lumière.

Ha j'y avait effectivement pas pensé et je crois que ça explique tout en faite, il n'y a donc pas d'asymptote... Mais peut-on se permettre d'utiliser le volume puisque selon notre référentiel nous n'aurions que la luminosité surfacique non ?

En tout cas merci à vous c'est très intéressant

Le calcule 1+1/2+1/4+1/8+1/16 décrit pour moi non pas une valeur infini mais une asymptote de "2" soit 1,9999999999999.... Même pris à l'infinité, chaque addition ne fera que préciser ce rapprochement de "2" N'atteignant jamais deux et donc encore moins l'infini.

Tout à fait. (J'ai dit que le résultat n'était pas infini, ça veut dire qu'il n'est pas infini.)

Mais que penses-tu de la somme 1/1+1/2+1/3+1/4+... ? Cette fois le résultat est infini.

Bonjour, je pense que la réponse est beaucoup plus simple, si nous voyons l'univers tout noir c'est simplement que nos yeux ne sont pas prévus pour ça, quelques millions d'années d'évolution on fait que l'homme est un chasseur diurne est que ses yeux ne sont efficaces qu'à partir d'un certain seuil d'éclairement, voir du noir ne veut pas dire qu'il fait noir, certains insectes ont vision totalement différente de la nôtre et pour eux la nuit n'existe pas... Que la vitesse de la lumière soit finie ou infinie, pour nos yeux cela revient au même, l'affaiblissement en fonction de la distance reste vraie, si nous ne profitons pas encore de la lumière de jeunes étoiles, en contre partie nous profitons encore de la lumière d'étoiles disparues, l'univers n'est pas noir ni froid, du moins pour l'instant....

Euh LitteulKevin, sur les photos prises avec des très très très gros télescopes, il y a plein de noir!

Cependant, l'Univers entier beigne dans une "lumière": le fond diffus cosmologique...

Ceci dit, notre atmosphère diffuse de la lumière (cette obscure clarté qui tombe des étoiles) et notre ciel n'est pas noir, mais gris.

Mais évidemment cela n'a rien à voir avec la question initiale (paradoxe Chéseaux-Olbers).

Patte.

LitteulKevin : ton raisonnement est incorrect. Si on recevait une quantité énorme de lumière, nos yeux se mettraient en mode diurne. On serait ébloui comme lorsqu'on regarde le Soleil (voire plus).

 

Remarque : la Voie Lactée est visible à l'œil nu' date=' pourtant ses étoiles ne le sont pas. [/quote']

 

Ah bon ? Moi, on m'a toujours dit que toutes les étoiles qu'on voyait faisaient partit de la Voie Lactée !

j'ai peut être mal compris la question, je m'en excuse

Ah bon ? Moi, on m'a toujours dit que toutes les étoiles qu'on voyait faisaient partit de la Voie Lactée !

Oui, bon : « ne le sont pas pour l'écrasante majorité d'entre elles ».

je dis peut être une bêtise, mais n'est ce tout simplement pas parce que, pour qu'une couleur apparaisse, il faut que les photons envoyés par notre soleil atteignent notre atmosphère?. Si il n'y a pas d’atmosphère, nous ne voyons pas les couleurs... même si elles existent.

C'est Newton qui avait trouvé le spectre de lumière si je me rappelle bien, et avait expliqué que la lumière du soleil que nous recevons est une mixture de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel qui a nommé 'spectre'

Pour plus d'info je suggère fortement de regarder Cosmos, épisode 5

je dis peut être une bêtise, mais n'est ce tout simplement pas parce que, pour qu'une couleur apparaisse, il faut que les photons envoyés par notre soleil atteignent notre atmosphère?. Si il n'y a pas d’atmosphère, nous ne voyons pas les couleurs... même si elles existent.

La "couleur" des photons dépend de leur longueur d'onde... celle-ci n'apparait pas par magie une fois seulement parvenue dans notre atmosphère...

Au contraire, l'atmosphère va "filtrer" certaines longueurs d'ondes, soit en réfléchissant certaines (infrarouge, X...), soit en diffusant d'autres. C'est le cas notamment de la longueur d'onde correspondant au bleu, qui est plus diffusé par l'atmosphère (lié à sa composition, cf la diffusion de Rayleigh).

Donc le ciel nous apparait bleu, et le soleil plus "jaune" qu'il n'est en réalité en raison de la déperdition du bleu au passage.

Sinon, les astronautes dans l'ISS voient parfaitement bien la couleur des étoiles... et même le HST !

jb

Ah bon ?

Oui j'avais compris le concept des ondes... mais alors pourquoi les plantes sont vertes, et pas bleu ? C'est bien a cause de la photosynthèse non ? donc une réaction entre Onde et atmosphère ! Si il n'y a rien pour 'ralentir' les ondes... tout reste sans couleur d'ou la raison de pourquoi le ciel est noir. c'est pas logique ?? n’hésitez surtout pas a me dire si je suis complètement a coté de la plaque, j'aimerai comprendre <3

n’hésitez surtout pas a me dire si je suis complètement a coté de la plaque, j'aimerai comprendre <3

Oui

Ah bon ?

Oui j'avais compris le concept des ondes... mais alors pourquoi les plantes sont vertes, et pas bleu ? C'est bien a cause de la photosynthèse non ? donc une réaction entre Onde et atmosphère ! Si il n'y a rien pour 'ralentir' les ondes... tout reste sans couleur d'ou la raison de pourquoi le ciel est noir. c'est pas logique ??

J'avoue que je ne vois absolument pas le lien entre le noir de l'espace et la photosynthèse...

Sur le premier point, les explications ont déjà été données ci-dessus donc je n'en remet pas une couche, c'est la résultante de 3 phénomènes : la vitesse limitée de la lumière, l'expansion de l'espace et la durée de vie limitée des étoiles.

Sur le second point, il faut plutôt chercher la raison dans la nature de la lumière émise par le soleil : celui-ci est en réalité plutôt blanc-bleu ; mais comme on l'a expliqué ci-dessus, l'atmosphère diffuse beaucoup le bleu. La lumière du soleil nous apparait donc plutôt jaune-orangé.

Du coup, quelle énergie doit être privilégiée par les plantes ? D'une part les longueurs d'onde les plus répandues au niveau du sol (dans le rouge) mais d'une énergie moindre, et les longueurs d'onde bleues, plus énergétiques mais plus rares. L'absorption se fait sur ces 2 couleurs, et le reste est rejeté, c'est à dire le vert.

On pourrait même dire que les plantes sont "tout sauf vertes" : le vert est la seule couleur qui n'est pas absorbée, et qui est renvoyée à nos yeux.

Et en automne, le phénomène de photosynthèse se dégrade, et le rouge n'est plus absorbé mais renvoyé également : les feuilles nous semblent donc devenir rouges.

Il y aurait plein de choses intéressantes à évoquer sur les liens entre nos yeux, l'évolution et la lumière du soleil (le fait que nos yeux aient toujours besoin d'être humides, notre sensibilité moindre au rouge... qui renvoient toutes deux directement à nos ancêtres aquatiques) mais cela est largement HS sur la question de départ.

jb

Ah bon ?

Oui j'avais compris le concept des ondes... mais alors pourquoi les plantes sont vertes, et pas bleu ? C'est bien a cause de la photosynthèse non ? donc une réaction entre Onde et atmosphère ! Si il n'y a rien pour 'ralentir' les ondes... tout reste sans couleur d'ou la raison de pourquoi le ciel est noir. c'est pas logique ?? n’hésitez surtout pas a me dire si je suis complètement a coté de la plaque, j'aimerai comprendre <3

Sans oublier que "blanc" est le résultat d'un ajustage par nos yeux suite à 600M années d'évolution. Un objet incolore comme un cristal de glace reflète à la fois la lumière du soleil et celle du ciel, ce qui donne une moyenne que nous appelons blanc.

Je crois qu'il y a confusion en parlant du ciel noir ici. Aussi le fait de parler de "ralentir les ondes" paraît inapproprié (le seul ralentissement est dû à la réfraction lorsque la lumière traverse un corps d'eau par exemple). Perso, j'ai toujours tenté d'assimiler les concepts un-à-un sans faire trop de mélange ! Il y a de bons sites pour cela !

Je ne peux pas trop aider dans le domaine de la botanique, mais essaierai.

Je viens de lire ce post sur researchgate.net en anglais, traduction automatique

Ensuite, la couleur d'un objet concerne les longueurs d'onde qui sont renvoyés donc non-absorbées.

Les feuilles vertes n'absorbent pas la lumière verte. Elles absorbent notamment le rouge.

L'absorbeur idéal est le noir, mais conduit au surchauffe donc un besoin d'eau plus important pour "transpirer". Aussi une cellule noire doit pouvoir absorber les UV sans dommages.

A noter que c'est le principe contraire pour notre couleur de peau car ici le noir des ***** équatoriales est la couleur de la surface morte qui protège les cellules vivantes en dessous. Pour les plantes c'est la couleur des cellules elles-mêmes.

Il est aussi possible que l'usage du chlorophylle a évolué en fonction de l'investissement chimique plus ou moins coûteux en fonction de la couleur. En plus il y a des faits "historiques" dans l'évolution et une structure existante n'est pas forcément optimale telle qu'un ingénieur l'aurait conçu.

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***** mot supprimé sur demande de la modération suite à une probable dénonciation, en attendant que je me renseigne sur le texte de loi invoqué (et l'usage de son décret d'application) qui aurait donné lieu à une possible infraction de ma part, pour laquelle je donne toutes mes excuses.

(Oups, je n'avais pas vu qu'il y avait une deuxième page. Ici je réponds au dernier message de la page 1.)

La lumière des étoiles contient toutes les longueurs d'onde. L'atmosphère en filtre certaines. Les plantes aussi. S'il n'y a rien pour perturber les ondes, on voit du blanc, pas du noir (ou du blanc avec une légère dominante colorée). Le noir n'est pas l'absence de couleur mais l'absence de lumière.

Le paradoxe du ciel nocturne est un phénomène bien compris, il y a des livres et des sites qui en parlent très bien, plus besoin d'essayer de trouver une nouvelle explication.

 

 

A noter que c'est le principe contraire pour notre couleur de peau car ici le noir des races équatoriales est la couleur de la surface morte qui protège les cellules vivantes en dessous. Pour les plantes c'est la couleur des cellules elles-mêmes.

 

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Une grossière erreur.

Les peaux noires contiennent plus de mélanine dont l'objet est de protéger du soleil.

Cette même mélanine qui est produite par le bronzage des blancs becs en été.

Et je rappelle qu'il n'y a pas de races différentes chez les humains.

http://www.lemonde.fr/politique/article/2013/05/16/l-assemblee-nationale-supprime-le-mot-race-de-la-legislation_3272514_823448.html

Merci de ne pas étaler ici tes préjugés .

Bon bah merci les gars... vu le nombre d'avis qui confirme que j'avais tord je vous crois sur parole... parce que j'ai du mal à l'appréhender

Mais du coup selon vos raisonnements, le moindre photon émis quelques part dans l'univers observable venant à notre œil donne un signal à notre cerveau... du coup peut-on dire que le fait que le ciel ne soit pas parfaitement noir vient de ce phénomène ? puisque nous recevons les photos de la totalité de l'univers observable...

Du coup n'existe-il pas une équivalence : luminosité du ciel = la totalité des sources photoniques de l'univers obs. dans notre direction + l'atmosphère ? On pourrait s'amuser à faire une approximation du nombre d'étoile avec des mesures de luminosité assez précise !