Pourquoi la nuit est-elle noire ?

[invite8e0a1231]

Salut tout le monde je voudrais savoir pourquoi la nuit est noire. En effet si on considére les milliard d´étoiles présentent dans l´univers on devrait quand même en les additionnant pouvoir arriver á une certaine luminosité.
Mes hypothése sont donc les suivantes:
- pas assez d´étoiles
- absorption de la lumiére en cours de route (par des trou noire ou le 1 atome au m3 de densité de l´espace sidérale).
Voilá si vous avez des réponses envoyées

[invitea46d7942]

Salut tout le monde je voudrais savoir pourquoi la nuit est noire. En effet si on considére les milliard d´étoiles présentent dans l´univers on devrait quand même en les additionnant pouvoir arriver á une certaine luminosité.
Mes hypothése sont donc les suivantes:
- pas assez d´étoiles
- absorption de la lumiére en cours de route (par des trou noire ou le 1 atome au m3 de densité de l´espace sidérale).
Voilá si vous avez des réponses envoyées

Bonjour, fais une petite recherche sur le forum, une discussion abordait exactement le même sujet il n'y a pas longtemps.
Pour répondre brièvement, étant donné que l'univers a un âge fini et que la vitesse de la lumière n'est pas infinie non plus, nous ne pouvons pas voir les objets situées à plus de 14 miliards d'années lumières environ (14 milliards d'années étant approximativement la durée qui nous sépare avant la libération des premiers photons).
Ensuite, l'absorption de la lumiere par le milieu interstellaire (mais aussi par l'atmosphere terrestre) joue effectivement un rôle d'atténuation, mais la relative rareté des trous noirs et leut faible étendue dans l'espace ne leur fait joué quasiment aucun rôle dans ceci.

[Gilgamesh]

Tu es tombé sur le paradoxe d'Olber.


Dans le cadre d'un univers homogène, isotrope, infini dans l'espace et infini dans le temps, ce que tu dis est imparable. Il ne devrait pas y avoir une parcelle de la surface de la voûte celeste où l'oeil ne rencontre dans sa ligne de visée une étoile brillante et l'ensemble de cette voûte, la nuit comme le jour, devrait nous renvoyer un éclat comparable à celui du Soleil. Concrètement dit, nous serions carbonisé en qq seconde.

Mais l'univers visible s'il est homogène et isotrope, n'est ni infini dans l'espace, ni infini dans le temps. D'où la profonde noirceur de la nuit.


Il faut bien préciser univers "visible" parce qu'au dela de l'horizon cosmique il se peut très bien que l'Univers soit infini.

Seulement, plus un point est éloigné de nous dans la ligne de visé, plus il s'éloigne rapidement de nous. Or la lumière qui nous parvient d'un point qui s'éloigne rapidement perd de sa "niaque", elle rougit, sa longueur d'onde augmente. De jaune elle passe à rouge, de rouge à infra rouge, d'infra rouge à onde radio, etc. Arrive un moment où cette "vitesse de récession" atteint puis dépasse la vitesse de la lumière, c. La lumière qui nous en parvient est alors infiniment décallé dans les grande longueur d'onde et son énergie tend vers 0. L'univers pourrait bien être infini, étant en expansion, l'univers visible est fondamentalement délimité par la frontière où la vitesse de récession atteint c.

Sans cet effet assombrissant, les images que nous recevrions de l'Univers quand il était dans sa prime jeunesse aurait l'apparence d'une surface uniforme rougoyante comme l'intérieur d'un four de métallurgie et nous serions cuit comme des poulets à la broche. Mais ce rayonnement a vu sa longueur d'onde multiplié par mille en progressant vers nous. C'est aujourd'hui un rayonnement micro onde et la température du ciel est de 3K au lieu de 3000K. On est passé du torride au glacial.


a+

[invite88ef51f0]

Salut,
Il faut surtout prendre en compte que plus tu t'éloignes d'un objet moins il te paraît lumineux tout simplement parce que tu captes une moins grande partie du rayonnement, qui est émis dans toutes les directions.
Le rayonnement se "dilue" dans toutes les directions.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec9f0f895]

la question a deja ete abordée (et plusieurs reponse deja données). C'est toujours bien de faire une petite recherche avant de poser une question.
http://forums.futura-sciences.com/thread66206.html

Yoyo

[invite1397b00c]

Pour moi, la nuit n'est pas noire, même quand il n'y a pas de lune.

[invite1397b00c]

D'ailleurs même si l'univers n'était pas en expension, la nuit serait de la même couleur.

[Gilgamesh]

Oui évidemment ce n'est pas d'un noir absolu. Mais il est quand même très très sombre.

Et si l'univers était homogène, doublement infini et métriquement statique, ben il serait de la couleur moyenne des étoiles et on aurait chaud aux miches

a+

[invite1397b00c]

D'ailleurs même si l'univers n'était pas en expension, la nuit serait de la même couleur.

Je pensais me faire tailler en pièce en osant dire cela.
Personne pour me contredire. Là je comprends plus !

[Gilgamesh]

Je pensais me faire tailler en pièce en osant dire cela.
Personne pour me contredire. Là je comprends plus !

aheum je te la refais...

Et si l'univers était homogène, doublement infini et métriquement statique, ben il serait de la couleur moyenne des étoiles et on aurait chaud aux miches.

Metriquement statique c'est synonyme de "pas en expansion".

a+

[invite1397b00c]

Pas d'accord.
Prends une bougie dans un couloir non éclairé.
Lorsque tu l'as dans les mains, elle te permet de distinguer les couleurs de tes habits et tu en ressens la chaleur.
Poses là par terre et va à l'autre bout du couloir. Tu ne distingues plus les couleurs de tes vêtements, tu ne sens plus sa chaleur et pourtant tu vois encore bien distinguement la flamme de la bougie.
Je ne vois aucune magie du BigBang dans ce phénomène.

On m'objectera qu'une bougie n'est pas une étoile, mais vu la distance à laquelle les étoiles se trouvent, le ratio énergie/distance est similaire.

D'ailleurs existe-t-il une formule donnant la luminosité à une distance R dégagé par une source d'énergie E ?

[Gilgamesh]

Pas d'accord.
Prends une bougie dans un couloir non éclairé.
Lorsque tu l'as dans les mains, elle te permet de distinguer les couleurs de tes habits et tu en ressens la chaleur.
Poses là par terre et va à l'autre bout du couloir. Tu ne distingues plus les couleurs de tes vêtements, tu ne sens plus sa chaleur et pourtant tu vois encore bien distinguement la flamme de la bougie.
Je ne vois aucune magie du BigBang dans ce phénomène.

On m'objectera qu'une bougie n'est pas une étoile, mais vu la distance à laquelle les étoiles se trouvent, le ratio énergie/distance est similaire.

Oui, mais la diminution de puissance reçue est simplement due à la diminution de la taille angulaire de la source (angle solide de la flamme dans ton champs de vision).

Par contre, la température de rayonnement n'a pas varié (la couleur est la même).

Autrement dit tu reçois moins de photon, mais l'énergie individuelle de chaque photon est la même.

S'il y a assez de flamme de bougie - quelle que soient leur distance - pour remplir sans laisser aucun vide les 4 pi radians de la sphère qui t'entoure, comme font les troncs d'arbres d'une forêt, alors toute la surface rayonnera à la température de flamme d'une bougie.

Et c'est forcément le cas dans un univers homogène infini.

D'ailleurs existe-t-il une formule donnant la luminosité à une distance R dégagé par une source d'énergie E ?

P puissance reçue
P0 puissance émise
S section de la surface réceptrice perpendiculairement à l'axe de visée
D distance

a+

[invite1397b00c]

P puissance reçue
P0 puissance émise
S section de la surface réceptrice perpendiculairement à l'axe de visée
D distance

a+

Je crois commençer à comprendre mon erreur de calcul.
J'ai considéré S comme section d'émission d'ou une série à 1/n4. La série reste donc en 1/n2.
S'il y a n étoiles -> série en 1/n -> somme illimité.

Par contre, j'ai du coup du mal à comprendre pourquoi la nuit est noire car même si le nombre d'étoiles dont on reçoit la lumière est limité, ça fait car même un sacré paquet proche de l'infini même si ce n'est pas l'infini.

[invitea46d7942]

Pas d'accord.
Prends une bougie dans un couloir non éclairé.
Lorsque tu l'as dans les mains, elle te permet de distinguer les couleurs de tes habits et tu en ressens la chaleur.
Poses là par terre et va à l'autre bout du couloir. Tu ne distingues plus les couleurs de tes vêtements, tu ne sens plus sa chaleur et pourtant tu vois encore bien distinguement la flamme de la bougie.
Je ne vois aucune magie du BigBang dans ce phénomène.

On m'objectera qu'une bougie n'est pas une étoile, mais vu la distance à laquelle les étoiles se trouvent, le ratio énergie/distance est similaire.

D'ailleurs existe-t-il une formule donnant la luminosité à une distance R dégagé par une source d'énergie E ?

-Le fait que les étoiles sont lointaines est compensé par le fait qu'il y en aurait une infinité. Notre ciel serait donc totalement recouvert d'étoile (qu'on ne pourait même pas discerné les unes des autres), et comme l'a dit Gilgamesh, on aurait chaud aux miches, puisque la chaleur de quelques centaines d'étoiles atténué par les très grandes distances qui nous en sépare, c'est effectivement pas grand chose, mais la chaleur d'une infinité d'étoiles, c'est autre chose, même à de grandes distances!!

Pour la formule de la luminosité, il faut savoir que celle ci est constante, et se conserve avec la distance, puisque la luminosité n'est rien d'autre que l'énergie par unité de temps (donc la puissance) dégagée par l'étoile . C'est le flux (puissance par unité de surface) qui diminue avec la distance, selon la formule suivante:

F=L/4R²
où F est donc le flux, L la luminosité et R la distance.

EDIT: croisé avec Gilgamesh

[invite1397b00c]

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbi...oir/niv1_1.htm

Loys de Chéseaux et Olbers font alors le raisonnement suivant. Quels ques soient l’observateur et la direction de son regard : si celui-ci est dirigé vers le haut, la ligne de visée viendra, tôt ou tard, à rencontrer un objet céleste brillant. Dès lors, le ciel nocturne devrait nous apparaître également éclatant avec une intensité comparable à celle d’une étoile ou du Soleil. Ce n’est pas le cas

Je trouve cette démonstration pas du tout scientifique.
Pas vous ?

Une étoile emmet une quantité de photons "Q". Plus la l'étoile est éloignée, plus la quantité de photons de cette étoile reçus sur Terre "q" est faible (tend vers zéro).
Même en supposant que l'univers soit infini, il ne me semble pas correct de dire que le résultat d'une somme infini d'éléments tendant vers zéro doit être trés grand (aussi grand que Q émit par le soleil par exemple).

Quelqu'un peut-il m'aider à mettre tout cela en formule ?

[invite03f54461]

Une étoile emmet une quantité de photons "Q". Plus la l'étoile est éloignée, plus la quantité de photons de cette étoile reçus sur Terre "q" est faible (tend vers zéro).
Même en supposant que l'univers soit infini, il ne me semble pas correct de dire que le résultat d'une somme infini d'éléments tendant vers zéro doit être trés grand (aussi grand que Q émit par le soleil par exemple).

Nan, on ne peut pas dire que c'est une quantité finie de photons que ça émet, c'est du rayonnement, les photons ne se "matérialisent" que quand ça interagit,
non ?

[invitea46d7942]

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbi...oir/niv1_1.htm



Je trouve cette démonstration pas du tout scientifique.
Pas vous ?

Une étoile emmet une quantité de photons "Q". Plus la l'étoile est éloignée, plus la quantité de photons de cette étoile reçus sur Terre "q" est faible (tend vers zéro).
Même en supposant que l'univers soit infini, il ne me semble pas correct de dire que le résultat d'une somme infini d'éléments tendant vers zéro doit être trés grand (aussi grand que Q émit par le soleil par exemple).

Quelqu'un peut-il m'aider à mettre tout cela en formule ?

ça devrait être possible, je vais m'y essayer:
Soit R la distance de l'étoile n, et L sa luminosité. Alors, à partir de la formule que j'avais donné (et qui veut dire exactement la même chose que celle de Gilgamesh), on peut écrire ceci:

En sachant que la somme s'effectue de n=1 à n puisqu'il y aurait une infinité d'étoile. Si ce que je viens d'écrire est juste, ça confirme effectivement qu'on aurait chaud au miche!!

[invite03f54461]

D'ailleurs même si l'univers n'était pas en expension, la nuit serait de la même couleur.

Je pensais me faire tailler en pièce en osant dire cela.
Personne pour me contredire. Là je comprends plus !

C'est simplement que tu n'es pas équipé pour voir la "couleur" du ciel la nuit, vu les plages de sensibilité de tes cellules rétiniennes, tu es aveugle aux couleurs du ciel "nocturne".

[Gilgamesh]

A mon tours pour la démonstration


1 - On prend un univers homogène.

Un coquille de rayon R centrée sur l'observateur comprend :

étoiles

2 - On imagine pour simplifier que toutes les étoiles émettent la même puissance P0. La puissance unitaire P_i(R) reçue de chaque étoile est :



La puissance totale reçue d'une coquille P(R) est égale à N(R).P_i(R)



On intègre de 0 à l'infini






haaaannn...















En fait il fallait s'y attendre. Si un univers infiniment grand rayonnait depuis infiniment longtemps, sa densité d'énergie serait infinie.

a+

[invite1397b00c]

Je suis d'accord avec la formule de Niels, mais préfére celle de Gilgamesh avec S (section). Dans toul les cas une somme infini d'éléments tendant vers zéro ne peut être calculé. Ce serait intéressant d'estimer P pour une étoile de notre sytème solaire pour se donner des ordres de grandeurs. Mais pour pouvoir aller plus loin j'ai besoin de savoir comment faire des formules pour le forum. Quelqu'un a-t-il un lien de tutorial ?

Gilgamesh, j'ai du mal à comprendre ta démonstration. Surtout le calcul du nombre d'étoiles dans une coquille de rayon R ?
De plus dire que l'énergie individuelle de chaque photons est la même après avoir traversé des milliers d'années lumières de distance dans de la matière noire dont on ne connait pas les qualités me semble un peu exagéré.

[invite03f54461]

Dans toul les cas une somme infini d'éléments tendant vers zéro ne peut être calculé.

Vi, mais t'as dans ta somme nécessairement l'ensemble des étoiles à distance finie, dont le rayonnement reçu ne tend pas vers zéro, tu ne peux donc pas dire que tous les éléments de ton ensemble tendent vers zéro.
Si c'étais le cas, tu t'apercevrais que tu décris un univers en expansion...

De plus dire que l'énergie individuelle de chaque photons est la même après avoir traversé des milliers d'années lumières de distance dans de la matière noire dont on ne connait pas les qualités me semble un peu exagéré.

Pour le moment, la matière noire, on en a besoin pour rendre compte des mouvements des galaxies, ça ne vaut pas pour l'espace inter-amas galactique

[invitea46d7942]

Je suis d'accord avec la formule de Niels, mais préfére celle de Gilgamesh avec S (section). .

En fait, cela revient au même, sauf que nous l'avons pas exprimé de la même maniere.

Dans toul les cas une somme infini d'éléments tendant vers zéro ne peut être calculé. Ce serait intéressant d'estimer P pour une étoile de notre sytème solaire pour se donner des ordres de grandeurs. Mais pour pouvoir aller plus loin j'ai besoin de savoir comment faire des formules pour le forum. Quelqu'un a-t-il un lien de tutorial ?
.

Tu utilises la balise TEX et tu la rempli du code désiré.
Voici le lien où il y a de nombreux codes:

http://www.westmont.edu/~phunter/Symbols.pdf

De plus dire que l'énergie individuelle de chaque photons est la même après avoir traversé des milliers d'années lumières de distance dans de la matière noire dont on ne connait pas les qualités me semble un peu exagéré.

Si un photon nous parvient directement de la photosphere d'une étoile (ce qui est le cas lorsque nous observons n'importe quelle étoile) cela veut dire que ce photon n'a été ni absorbé ni diffusé, sinon, nous ne pourrions pas faire correspondre le photon à sa source (si nous arrivons à distinguer les étoiles, cela veut bien dire que les photons qui nous parviennent n'ont été ni diffusé, ni absorbé). Dans notre univers, un autre processus qui fait perdre de l'énergie au photon est l'expansion de l'univers, qui fait augmenter la longueur d'onde. Or, nous parlons du cas où il n'y a pas d'expansion, donc pas d'atténuement de l'énergie du photon. La matière noire n'interagit pas avec le rayonnement électromagnétique (d'où le qualificatif "noire" ). Après une partie du rayonnement est bien diffuser et absorbé par le milieu interstellaire, mais les photons qui nous parviennent ont échappé à ces processus et n'ont pas perdu de l'énergie.

[invite03f54461]

A mon tours pour la démonstration

Plus simplement, t'as l'intensité du signal qui est réduit en f(1/d²), mais avec une progression du nombre de sources lumineuses suivant le cube de la distance considérée, non ?

[inviteeb253888]

la question a deja ete abordée (et plusieurs reponse deja données). C'est toujours bien de faire une petite recherche avant de poser une question.
http://forums.futura-sciences.com/thread66206.html

Yoyo

J’essaye de dire de ma part; le diamètre apparent de la lune est combiné aussi à nous par une combinaison étrange pour voir une nuit ordinaire dans un éclipse total pas de plus ; sans aucun danger d'une nuit à forte obscurité qui vertige réellement la physiologie de l'homme et je vous remercie

[invite0cbab8b4]

Bonjour nikkos!
C'est drôle que tout le monde soit d'accord sur les explications farfelues mais très pratiques du point de vue des formulations mathématiques…
Je pense que le problème de la noirceur de la nuit réside dans le fait que nous sommes de l'autre côté de l'exposition du Soleil d'abord.
Ensuite que le seul corps celeste qui dégage suffisament d'énergie pour nous éclairer est justement le Soleil et que sa lumière ne se rend pas visible que si elle est reçue de face!
Quant à la lumière que provient des autres "soleils" elles sont trop loin pour nous éclairer de la même manière que notre bon vieux Soleil.
Voilà! Pas besoin de se prendre la tête avec des formules!

[invite88ef51f0]

Pas besoin de se prendre la tête avec des formules!

Sauf que ton raisonnement est faux car on peut montrer que si l'Univers est infini, le nombre d'étoiles compense leur distance et la nuit devrait être environ aussi lumineuse que le Soleil...

L'intuition ne suffit pas.

[invitec35bc9ea]

bonsoir,
cette question a été definitivement resolue avec la derniere fete de la science:

Ce paradoxe est connu sous le nom de paradoxe d'Olbers, astronome allemand qui fut un des premiers à l'énoncer à la fin du XVIIIème siècle. De nombreuses solutions ont été proposées pour le résoudre, la plus simple a priori étant de dire que l'Univers n'est pas infini comme supposé dans le problème. Une autre solution consiste à supposer que l'Univers est trop jeune et que, de ce fait, même s'il est infini la lumière des étoiles lointaines ne nous est pas encore parvenue. Une autre enfin est de dire qu'il est en expansion et que de ce fait on ne peut en voir qu'une quantité finie, celle dont l'expansion est inférieure à la vitesse de la lumière. Plus récemment Edward Harrison, cosmologiste américain, a proposé une autre solution; dans un ouvrage remarquable, "Le noir de la nuit", il passe en revue toutes les solutions proposées pour résoudre le fameux paradoxe et apporte une solution originale qui n'a finalement rien de bien étonnant : si le ciel est noir la nuit c'est tout simplement que, tout calcul fait, il n'y a pas assez d'énergie dans l'Univers.

http://forums.futura-sciences.com/sh...highlight=nuit

[inviteeb253888]

Sauf que ton raisonnement est faux car on peut montrer que si l'Univers est infini, le nombre d'étoiles compense leur distance et la nuit devrait être environ aussi lumineuse que le Soleil...

L'intuition ne suffit pas.

Bonjour Coincoin; j’essaye de vous dire :
Sans parler comment s’est structuré l’apparence de la première densité d’étoiles dans notre miroir gravitationnel stellaire et d’autres choses encore ; il est très difficile pour Gheribi de croire sans doute qu’il existait un moment dans le passé où une lumière était vraiment en route ordinaire vers notre terre et sa nuit.

[Gilgamesh]

J’essaye de dire de ma part; le diamètre apparent de la lune est combiné aussi à nous par une combinaison étrange pour voir une nuit ordinaire dans un éclipse total pas de plus ; sans aucun danger d'une nuit à forte obscurité qui vertige réellement la physiologie de l'homme et je vous remercie

Ah ouais, tu nous sors du lourd, là, aussi.

C'est strictement incompréhensible si ce n'est qu'on comprend que tu ne comprend rien, à un point incompréhensible. Tu parles le français ? N'hésite pas si c'est le cas. On le parle et on le lit aisément sur ce forum.

La "noir" de la nuit de correspond à aucun "danger", sais tu ?

(xcuse moi mtherory mais J'AI PAS DIS qu'il parlait Belge m'alors mais pas du tout !)

Bonjour Coincoin; j’essaye de vous dire :
Sans parler comment s’est structuré l’apparence de la première densité d’étoiles dans notre miroir gravitationnel stellaire et d’autres choses encore ; il est très difficile pour Gheribi de croire sans doute qu’il existait un moment dans le passé où une lumière était vraiment en route ordinaire vers notre terre et sa nuit.

Tu essayes. C'est engageant. Tu peux réessayer, c'est autorisé.

a+

[invitee05ef70d]

Je voudrai mettre un bemol à cette fameuse théorie d'Olbert. En effet, sa théorie contribue à rendre la nuit noire mais que dans le visible uniquement. Regarder le ciel dans l'infra rouge ou l'ultra violet et vous verrez énoormément de chose!!!!
De plus même si il y a beaucoup d'étoiles, l'univers est immense également et le flux lumineux diminuant en 1/r^2, je crois qu'il n'y a pas photos, la nuit est belle et bien noire... dans le visible