Un rayon de soleil qui parcourt 150 millions de kilomètres dans le vide possède-il la même énergie que lorsqu'il parcourt des milliards de kilomètres toujours dans le vide ? Et pourtant, lorsqu 'on voit la planète naine pluton , elle est très froide par rapport à la Terre. Ceci explique-t-il qu'un rayon de lumière perd de son énergie en parcourant de grandes distances ? Merci.
Non, c'est tout simplement que Pluton reçoit moins de "rayons" que la Terre.
Il y a deux points différents à traiter.
Le premier point se limite à un traitement assez local et généralement classique/newtonnien : dans ce cas il n'y a aucune perte, un "rayon" qui arrive sur Mercure ou sur Pluton possède la même énergie. Si il fait plus froid sur Pluton, c'est qu'elle reçoit moins de rayons que Mercure.
Plus formellement on va parler de puissance et de puissance surfacique. La surface du Soleil émet une certaine puissance. Divisée par sa surface, on obtient une puissance surfacique de 63MW/m² (chaque mètre carré de la surface du Soleil émet 63MW).
Le rayonnement émit se propage sous forme d'une coquille sphérique qui grossit. La puissance sur toute la coquille sphérique est toujours la même, même comme la surface de la coquille est plus grande, la puissance surfacique est plus faible. On est à 12 kW/m² pour mercure, 1.4kW/m² pour la Terre, et 1-2W/m² pour Pluton ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_solaire )
L'énergie se conserve mais s'étale sur une surface de plus en plus grande (ou se dilue dans un volume de plus en plus grand). Rien se perd ici.
Le 2e point concerne la relativité générale si on considère de très très grandes distances. Dans cette dernière il est postulé une conservation locale de l'énergie et de la quantité de mouvement. Seulement locale. Suivant la géométrie de l'espace-temps, l'énergie peut ne pas être conservée au global (il n'est d'ailleurs pas simple de parler d'énergie totale de l'univers...), et dans un univers en expansion comme le notre, de l'énergie est perdue. Les photons qui ont parcourus des milliards d'année-lumières se retrouvent décalés vers le rouge par l'expansion, ils ont moins d'énergie quand on les reçoit que quand ils ont été émis, et cette énergie n'est passée nulle part a priori (on peut essayer de bricoler des choses, mais c'est pas très propre), elle est perdue. Si on reste à une échelle assez locale (par exemple à l'échelle de notre galaxie), l'énergie est bien conservée, rien ne se perd (on retrouve le résultat de la physique classique), mais si on prend des échelles plus grandes (au-dela des superamas de galaxies), où l'expansion est significative, alors il y a des pertes.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Attention de ne pas confondre la "perte d'énergie" très bien décrite par mach3 avec la vieille hypothèse :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Lumi%C..._fatigu%C3%A9e
Hypothèse abandonnée car invalidée, en particulier par l'étude des supernovae (dont la durée de courbe de luminosité est affectée d'une dilatation du temps apparente due à sa vitesse de récession et analogue à l'effet Doppler et dont il faut tenir compte). Ils n'en parlent pas dans l'article (ou de manière très succincte dans la version anglaise) mais c'est dans la bibliographie.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
