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Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?



  1. #1
    Yoyo

    Question Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Bonjour,

    Voila une question qui a bien animée les discussions ce matin, comme aucun consensus n'a été obtenu, visiblement la réponse est loin d'etre simple, voir meme d'etre résolué.
    je pose la question sur le forum dans l'espoir que les personnes compétentes pourront expliquer cela


    YOyo

    -----


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  3. #2
    nissart7831

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Bonjour,

    désolé de répondre uniquement par un lien, mais la personne qui en parle est beaucoup plus compétente que moi (il y a 4 pages à lire):

    http://www.hubertreeves.info/chroniques/20031004.html

  4. #3
    Yoyo

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    merci pour le lien

    Yoyo

  5. #4
    Niels Adribohr

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    -l'univers observable étant fini, à cause de la limitation de la vitesse de la lumiere, il ya un un nombre fini d'étoiles et de galaxiesobservables.
    -L'univers peu apres le bigbang étant chauds, on pourait s'attendre à voir de la lumiere fossile du bigbang dans toutes les directions. Mais c'est sans compter l'expension de l'univers qui a décalé vers le rouge, et donc refroidi ce rayonnement fossile. Il fut donc un temps ou l'univers était luminieux, mais aujourd'hui, ce rayonnement baignant l'univers possede une longueur d'onde largement trop grande pour etre visible.

    Sinon pour plus de précisions, et je vais aussi mentionner Hubert Reeves, mais cette fois ci, il s'agit d'une conference, traitant spécialement du sujet:
    http://www.canalu.fr/canalu/chainev2..._il_fait_nuit/

  6. #5
    Bells

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Je crois qu'il y a une autre raison. On sait que les galaxies s'éloignent de nous à une vitesse proportionnelle à leur distance. Cette vitesse peut être supérieure à celle de la lumière (ce qui n'est pas en contradiction avec la théorie de la relativité restreinte). La limite au-delà de laquelle les galaxies s'éloignent à une vitesse supérieure à celle de la lumière est appellée "sphère de Hubble". La lumière des astres situés au-delà de cette sphère ne nous parvient donc pas. Cela permet d'expliquer pourquoi nous ne sommes pas inondés de lumière.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Rétinite

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Salut,

    Pourquoi ne pas répondre "à l'envers" en se demandant pourquoi est il bleu... le jour ??

    Peut être un début de réponse à ta question Yoyo...

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  10. #7
    Bells

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Si le ciel est bleu le jour, c'est à cause il me semble de la diffusion de certaines parties du spectre du Soleil par notre atmosphère.

  11. #8
    greenbelt

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    La raison essentielle de la nuit noire est que la lumiere visible provenant des etoiles, qu'elle soit Doppler shiftee ou non, est grandement absorbee sur leur chemin par les nuages interstellaire qui la reemettent en infrarouge ...

    just my 2 cents

  12. #9
    KarmaStuff

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par Bells
    Si le ciel est bleu le jour, c'est à cause il me semble de la diffusion de certaines parties du spectre du Soleil par notre atmosphère.
    Oui...

    Le bleu du ciel est le résultat de la diffusion de la lumière solaire par l'atmosphère. Si celle-ci n'existait pas, on verrait une voûte céleste toute noire et les étoiles seraient visibles en plein jour.
    La lumière blanche du Soleil est un mélange de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. La lumière voyage sous forme d'ondes de différentes longueurs. Chaque couleur a sa propre longueur d'onde.

    La lumière voyage donc en ligne droite jusqu'à ce qu'elle rencontre un obstacle qui la renvoie dans une autre direction. Quand les rayons solaires entrent dans l'atmosphère, ils rencontrent les atomes, les molécules d'air, les gouttes d'eau et la poussière dont est constitué l'atmosphère.

    Les molécules d'air ont la bonne dimension pour diffuser les plus courtes longueurs d'ondes de la lumière, les violet, indigo et bleu en l'occurrence; les longueurs d'ondes plus longues, telles que les rouges, ne sont à peu près pas diffusées par ces molécules d'air.

    C'est donc un mélange de violet, d'indigo, de bleu, de vert et une petite fraction des autres couleurs qui étant diffusés dans tout le ciel, lui conférant ce bleu qui l'on connait bien.

    http://www.meteo.org/phenomen/cielbleu.htm
    Et pourquoi le ciel est-il rougeoyant à l'aube et au crépuscule ?
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  13. #10
    greenbelt

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Je rectifie un peu mes propres propos un peu plus haut (un peu rapide sur ce coup la ). L'absorption des nuages interstellaires n'est pas suffisant pour expliquer l'energie lumineuse manquante mais elle y participe.

  14. #11
    Bells

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Je pense que c'est du au trajet de la lumière qui est plus important. La lumière rencontre donc davantage de molécules, et donc la couleur bleu est totalement diffusée. Il reste du rouge et du jaune.

  15. #12
    greenbelt

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Et pourquoi le ciel est-il rougeoyant à l'aube et au crépuscule ?
    C'est une question ou tu connais la reponse Karma ?

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  17. #13
    KarmaStuff

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par greenbelt
    C'est une question ou tu connais la reponse Karma ?
    Les deux...
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  18. #14
    ahmat

    Question Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Oui...

    Et pourquoi le ciel est-il rougeoyant à l'aube et au crépuscule ?
    c est à cause semble t il de la distance terre soleil .le

  19. #15
    KarmaStuff

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par ahmat
    c est à cause semble t il de la distance terre soleil .le
    Les matins et soirs ne sont pas uniquement réservés à un endroit précis du Globe... Il y en a tout le temps... Comment expliquerais-tu l'éloignement ou le rapprochement de la Terre dans ces circonstances et conditions ?
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  20. #16
    ahmat

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    les rayonnements rouges et jaunes parcourent une plus longue distance

  21. #17
    Bells

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par ahmat
    les rayonnements rouges et jaunes parcourent une plus longue distance
    Pourquoi ca?

  22. #18
    KarmaStuff

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    En fait la lumière du Soleil parcourt un plus long trajet dans l'atmosphère (beaucoup plus que lorsqu'il est à la verticale). Elle traverse alors une épaisse couche atmosphérique qui diffuse au maximum les photons de courte longueur d'onde (bleu)... Donc, ce que l'on voit, ce sont les photons de longueur d'onde plus grande qui s'apparentent à la couleur rouge...
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

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  24. #19
    Niels Adribohr

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par Bells
    Je crois qu'il y a une autre raison. On sait que les galaxies s'éloignent de nous à une vitesse proportionnelle à leur distance. Cette vitesse peut être supérieure à celle de la lumière (ce qui n'est pas en contradiction avec la théorie de la relativité restreinte). La limite au-delà de laquelle les galaxies s'éloignent à une vitesse supérieure à celle de la lumière est appellée "sphère de Hubble". La lumière des astres situés au-delà de cette sphère ne nous parvient donc pas. Cela permet d'expliquer pourquoi nous ne sommes pas inondés de lumière.
    Oui sauf que la sphere de Hubble est plus grande l'univers observable. Celle ci ne joue donc aucun role actuellement (peut etre dans un fututr lointain...) C'est à dire que de toute façon, un quasar situé à plus de 13.8 milliards d'années-lumieres (13.8 milliards étant l'age de l'univers) ne serait pas visible meme sans l'expansion de l'univers

  25. #20
    greenbelt

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    En fait la lumière du Soleil parcourt un plus long trajet dans l'atmosphère (beaucoup plus que lorsqu'il est à la verticale). Elle traverse alors une épaisse couche atmosphérique qui diffuse au maximum les photons de courte longueur d'onde (bleu)... Donc, ce que l'on voit, ce sont les photons de longueur d'onde plus grande qui s'apparentent à la couleur rouge...

    C'est cette bonne vieille diffusion Rayleigh, approximation de la diffusion de Mie pour des particules de taille bien inferieure a la longueur d'onde, en l'occurence les molecules de l'atmosphere ...

  26. #21
    jamesbond

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par Niels Adribohr
    -l'univers observable étant fini, à cause de la limitation de la vitesse de la lumiere, il ya un un nombre fini d'étoiles et de galaxiesobservables.
    En fait pas tout a fait, car même dans le cas d'un univers inifini dans le temps et l'espace et rempli d'une quantité infini de matière, on pourrait avoir un ciel noir.
    La condition étant que partant d'un point P quelconque de l'espace (n'importe lequel et n'importe quand), on défini une sphère de rayon R et de centre P et on fait croitre R.
    Au début la densité de la sphère peut très bien variée de manière chaotique mais à partir d'une certaine valeur de R cette densité devra être au pire inversement proportionnelle à 1/R² (et ne pourra de toute façon pas être inférieure à 1/R³, sauf si la courbure de l'espace à grande échelle est négative).
    C'est possible si cet univers infini à une structure fractale.

    En simplifiant un peu (la structure n'est plus fractale) on pourrait dire que pour une densité en 1/R² :
    - à une distance D, il y a N étoiles.
    - à une distance 2D, il y a 2N étoiles (alors qu'il devrait y en avoir 8N si la densité était la même).
    - à une distance 4D, il y a 4N étoiles.
    - à une distance 2mD, il y a 2mN étoiles.

    donc (on supposera que toutes les étoiles ont la même luminosité) on a une luminosité total égale à la somme de la luminosité de chaque couche et qui sera donc proportionnelle à :
    D / N² + 2D / (2N)² + 4D / (4N)² + ... + 2mD / (2mN)² + ...
    = somme pour m de 1 à l'infini de 2mD / (2mN)²
    = D / N²

    la luminosité est donc du même ordre que D / N² donc finie, tandis que le nombre d'étoiles est infini (N + 2N + 4N + 8N + ...).

    Conclusion, dire que le ciel est noir parce que l'univers observable est fini n'est pas rigoureusement juste, car il peut aussi être noir dans un univers infini, contenant une infinité de sources lumineuses.

  27. #22
    Sol-0

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Mais?!....

    ....le ciel est noir la nuit, parce-que l'espace est noir! ...et que l'atmosphère terrestre est transparente donc ce qu'on voit la nuit c'est l'espace....

    J'ai appris à l'école (en 2e, en optique) que l'oxygène a tendence à dévier les rayons dans la longueur d'onde bleue, donc l'atmosphère terrestre qui est composé d'oxygène laisse passer la lumière blanche du soleil, mais diffuse de façon anarchique la lumière bleue. Ce qui lui donne une couleur d'un bleu lumineux qui la rend opaque.
    Le Soleil est plus proche de nous que les étoiles, donc il "éclaire" l'atmosphère en y diffusant une très forte quantité de lumière. Un objet émettant de la lumière en diffuse une quantité finie par unité de temps, et plus grande est la quantité de lumière captée par un récepteur (oeil ou appareil artificiel) plus brillant l'astre paraît à ce récepteur. Mais surtout les astres lumineux de l'espace émettent le plus souvent dans un repère sphérique: ils émettent la quantité finie de lumière qu'ils produisent dans toutes les directions d'un repère sphérique, donc ils envoient une quantité de lumière à chaque fois de plus en plus faible en fonction de leur éloignement.
    C'est pourquoi le jour, le Soleil étant bien plus proche de nous que les autres étoiles, il émet une lumière bien plus intense et puissante que celle de l'ensemble des étoiles... ce qui rend notre atmosphère bleu et opaque le comme je l'ai expliqué plus haut.

    La nuit, il n'y a pas de soleil. Il y a quand même la lumière des étoiles, mais l'ensemble de leur puissance lumineuse est très faible par rapport au soleil, donc l'atmosphère est transparente, ou plutôt translucide car très faiblement bleuté (de façon quasi imperceptible).
    De même, la Lune diffuse dans le ciel une lumière plus intense que celle de l'ensemble des étoiles, donc le ciel est claire et bleuté pendant le claire de Lune, et presque opaque (on voit très peu les étoiles), et il est noir par les nuits sans Lune et on peut voire toutes les étoiles.


    Maintenant pourquoi l'espace est noir?

    A mon avis....
    .... déjà le noir n'est pas une couleur.....
    .....je veut dire par là que, ce n'est pas une longueur d'onde dans le visible par l'oeil humain.
    Je pense que que si l'espace est noir, cela est du au fait qu'il n'est pas un milieu homogène. La matière ou les élément qui pourraient diffuser de la lumière sont ponctuels. Donc l'espace en lui-même ne brille pas mais ce n'est que la matière qui brille, c'est pourquoi entre les zones de matière brillant, il y a du noir... c'est à dire du vide qui ne peut pas renvoyer de lumière dans notre direction.

    Pur résonnement logique d'un non-scientifique passionné par l'espace.
    Ce n'est pas la destination qui compte, mais le voyage.

  28. #23
    Sol-0

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    .....Et surtout j'ai répondu avant de consulter les liens..... (zut!) bon
    Ce n'est pas la destination qui compte, mais le voyage.

  29. #24
    OKO

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par Yoyo
    Bonjour,

    Voila une question qui a bien animée les discussions ce matin, comme aucun consensus n'a été obtenu, visiblement la réponse est loin d'etre simple, voir meme d'etre résolué.
    je pose la question sur le forum dans l'espoir que les personnes compétentes pourront expliquer cela


    YOyo
    en fait (je ne suis pas un specialistes mais je me risque a une explication) la nuit est noire ... pour nos yeux.

    Si notre oeil pouvait voir dans les longueurs d'ondes tres longue, on verrait le rayonnement fossile, et le ciel nous semblerait illuminé constamment.

    C'est l'expansion qui, en decalant les longueurs d'ondes vers le bas (par effet doppler), rend les photons imperceptibles a notre sens olfactif.
    L'expansion + le fait que l'univers n'ai pas toujours existé, comme decrit par l'excellent Hubert Reeves.

    Mais il me semble que même si l'univers avait toujours existé, le simple fait de l'expansion suffit a decaller suffisamment la fréquence de la lumière pour qu'elle devienne invisible a nos yeux (enfin ... la majorité de la lumière cosmique), a cet âge de l'univers..

    Je crois qu'on peut dire donc que c'est l'expansion le principal facteur qui fait que le nuit est noire.

    Il est donc probable que si nous eussions pu être sur terre peu de temps après la formation de l'univers (en supposant la Terre 3 fois plus vielle qu'elle ne l'est vraiment ...), le ciel nocture ait été plus lumineux, et que le ciel soit encore plus sombre dans le futur.

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  31. #25
    masson gaetan

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    la face non éclairée de la terre correspond à la nuit car cette zone de la terre n'est pas atteinte par les rayons solaires

  32. #26
    Bells

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par masson gaetan
    la face non éclairée de la terre correspond à la nuit car cette zone de la terre n'est pas atteinte par les rayons solaires
    C'est vrai...Mais je ne pense pas que tu ais compris la question. On se demandait pourquoi le ciel était noir, alors que la lumière provenant de milliards d'étoiles devrait l'éclairer. Il ne me semble pas que quelqu'un se demandait pourquoi il y avait le jour et la nuit...

  33. #27
    physastro

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Depuis la Terre, cela est dû au fait qu'il y est une atmosphère ; sans cela, en effet notre ciel serait tout illuminer...
    Maintenant dans l'espace, cela est dû au fait qu'un photon perd de l'énergie au fur et à mesure (et à l'expansion universelle également)...

  34. #28
    DonPanic

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par physastro
    Maintenant dans l'espace, cela est dû au fait qu'un photon perd de l'énergie au fur et à mesure (et à l'expansion universelle également)...
    "au fur et à mesure" de quoi ?

  35. #29
    physastro

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Citation Envoyé par DonPanic
    "au fur et à mesure" de quoi ?
    ...de sa propagation, en intéragissant par exemple...

  36. #30
    OKO

    Re : Pourquoi le ciel est-il noir la nuit ?

    Un photon de fréquence gamma étant capable de traverser l'univers pendant 13 milliards d'années, sans interagir, pour venir percuter notre atmosphère, il est probable qu'il ne soit pas le seul a y arriver.
    La perte d'energie des photons au cours de leur périple ne saurait expliquer a elle seule le fait que la nuit soit noire.
    L'univers est trop peu dense en matière et trop rempli de radiation pour ça.

    Pour moi, le seul et unique seul élément crutial, c'est l'expansion.
    Même s'il avait toujours existé, le simple fait de l'expansion réduit constamment le cone de causalité de chacun des objets qui constituent l'univers.
    Par conséquent, l'expansion réduit aussi le nombre d'étoiles visibles a chaque instant.

    Si l'univers était en contraction, je pense que le ciel nocture aurait tendance, au contraire, a augmenter progressivement de luminosité avec les millions d'années (pas du jour au lendemain, c'est sûr ...).

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