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Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ?

samedi 10 décembre 2016, par Robert Paris

Des étoiles qui s’éloignent sans cesse...

Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire au lieu d’être complètement éclairée par les étoiles de l’Univers ?

C’est un problème relativement ancien d’abord posé par Kepler et repris en termes plus précis par Heinrich Olbers en 1826.

On peut le formuler ainsi :

« Imaginez que vous vous trouviez au centre d’une forêt assez dense. Entre les troncs relativement proches, vous pouvez apercevoir des arbres plus éloignés. Entre les interstices laissés par ces derniers, vous pouvez distinguer quelques arbres encore plus lointains, et ainsi de suite. Quelle que soit sa direction, votre regard finit toujours par rencontrer un arbre et vous ne pourrez donc observer ni les limites de la forêt, ni au-delà. Jusqu’au début du XXe siècle, les astronomes considéraient que la situation était équivalente si l’on considérait les étoiles dans l’Univers. »

Ou encore ainsi :

« Si on suppose un univers infini contenant une infinité d’étoiles uniformément réparties, alors chaque direction d’observation devrait aboutir à la surface d’une étoile. La luminosité de surface d’une étoile est indépendante de sa distance : ce qui fait qu’une étoile semblable au Soleil est moins brillante que celui-ci, c’est que l’éloignement de l’étoile fait que sa taille apparente est beaucoup plus faible. Donc, dans l’hypothèse où toute direction d’observation intercepte la surface d’une étoile, le ciel nocturne devrait être aussi brillant que la surface d’une étoile. »

L’astronome allemand Johannes Kepler se demandait :

« Si l’univers est infini et s’il contient une infinité d’étoiles, et si toutes les étoiles sont des Soleils, pourquoi la somme de toutes leurs lumières ne dépasse-t-elle pas l’éclat du Soleil ? » En d’autres termes, la nuit éclairée en permanence par les étoiles devrait être aussi lumineuse que le jour. Or elle ne l’est pas. Il s’est du coup révélé que nos conceptions de l’univers devaient non seulement expliquer les étoiles et les galaxies mais aussi expliquer la nuit noire….

On peut d’abord supposer, comme Kepler dans son opuscule de 1610, Conversation avec le messager céleste, que l’univers est fini ou du moins qu’il contient un nombre fini d’étoiles. Mais, si ce nombre est cependant considérable, est-ce qu’on ne devrait pas avoir une vision nocturne plus lumineuse ? Les calculs faits ont laissé entendre qu’effectivement il y avait un gros problème et qu’il fallait une explication plus poussée…

Les solutions n’ont pas fonctionné

Ce paradoxe, qui a suscité maintes réflexions depuis au moins le XVIe siècle, avec notamment Thomas Digges, puis plus tard Philippe Jean de Chéseaux, Edmond Halley et enfin Heinrich Olbers au XIXe siècle, a été résolu intuitivement par le poète Edgar Allan Poe en 1848 qui a pressenti que les étoiles avait un âge fini, et indépendamment par le physicien Lord William Kelvin à la fin du XIXe siècle et publié en 1901.

Olbers proposa l’explication suivante au paradoxe en 1826 : le ciel nocturne était noir parce que la matière interstellaire absorbait le rayonnement des étoiles et affaiblissait donc leur lumière. Cependant, comme le stipule la thermodynamique, l’énergie doit toujours se conserver. Ainsi, le rayonnement absorbé par le milieu interstellaire devait être réémis sous une forme ou une autre et l’explication d’Olbers ne tenait pas.

Une autre explication consista à dire que les étoiles n’étaient pas réparties uniformément puisqu’elles se regroupaient dans des galaxies. Mais cette solution n’était pas non plus satisfaisante car le raisonnement menant au paradoxe pouvait très bien s’appliquer aux galaxies elles-mêmes.

L’astronome allemand Heinrich Olbers qui le décrivit en 1823, mais il avait déjà été énoncé par Thomas Digges en 1576, par Johannes Kepler en 1610 ainsi que par Halley et Chéseaux au XVIIIe siècle.

Halley se dit vers 1720 que si l’univers est infini et rempli d’étoiles éternelles, alors la luminosité du ciel nocturne doit être infinie. Chéseaux précise ce paradoxe mathématiquement : il imagine les étoiles dans des coquilles sphériques (l’univers étant modélisé comme une série de coquilles concentriques) par rapport à un observateur. Le nombre d’étoiles est proportionnel à la surface de chaque coquille, donc au carré de leur rayon. Or, l’intensité lumineuse d’une étoile est inversement proportionnelle au carré de sa distance. Donc l’observateur reçoit autant d’énergie lumineuse de chaque coquille.

Trinh Xuan Thuan expose ainsi dans « La mélodie secrète » :

« La nuit noire signifiait que l’univers n’était pas infini, concluait Kepler. En 1687, quand Newton reprit la thèse de l’univers infini pour éviter que la gravitation universelle ne fasse tout s’effondrer en une grande masse centrale, le problème de la nuit noire fit de nouveau son apparition. L’astronome Heinrich Olbers, reprenant une idée du suisse Jean-Philippe de Cheseaux, suggéra en 1823 que la lumière des étoiles devait être absorbée pendant son voyage dans l’espace. Le ciel était noir parce que la lumière des étoiles ne nous parvenait pas entièrement. Cette explication ne pouvait être la bonne, car tout ce qui était absorbé devait être réémis. »

De Chéseaux calcula que cette énergie lumineuse tombant sur Terre devrait être 180 000 fois plus intense que celle du soleil. Olbers raffine ce raisonnement en constatant que dans un univers rempli uniformément d’étoiles, les étoiles se masquent les unes des autres et en déduit que la luminosité du ciel nocturne ne peut pas être infinie mais au plus égale à la luminosité de surface d’une étoile. On peut de nos jours calculer que cette limite de visibilité serait de l’ordre de 1018 à 1019 années-lumière, c’est-à-dire bien au-delà du rayon de l’Univers observable.

Trinh Xuan Thuannécrit dans « Les voies de la lumière » :

« La réponse qui vient tout de suite à l’esprit est que la brillance des étoiles diminue en fonction inverse du carré de leur distance, ce qui fait que la luminosité des étoiles lointaines est très faible et ne contribue pas à éclairer la nuit. Mais cette explication n’est pas recevable : la brillance des étoiles diminue certes avec leur distance, mais cette diminution est exactement compensée par leur nombre croissant. Plus on regarde loin et plus il y a d’étoiles, leur nombre augmentant comme le carré de la distance (cela vient du fait que la surface d’une sphère centrée sur la Terre croît comme le carré de son rayon). La contribution en lumière d’une couche d’étoiles située à une certaine distance est le produit du nombre d’étoiles à cette distance par leur brillance, c’est-à-dire d’un nombre qui croît avec le carré de la distance par un autre nombre qui décroît avec le carré de la distance. Ce produit est donc constant. En d’autres termes, chaque couche d’étoiles, quelle que soit sa distance, fournit exactement la même quantité de lumière destinée à éclairer le ciel nocturne. Ainsi, dans un uniers qui contient une infinité d’étoiles, où qu’il se tourne, le regard devrait rencontrer une étoile… »

Il est clair que dans la formulation initiale du paradoxe, on faisait implicitement l’hypothèse que les étoiles pouvaient briller indéfiniment. On sait aujourd’hui que c’est faux et que les étoiles ont une durée de vie finie. On a donc pensé que c’est en fait dans l’âge fini de l’Univers qu’il faut chercher la solution au paradoxe d’Olbers. En effet, comme l’Univers n’est âgé que d’environ 13,7 milliards d’années, la lumière, dont la vitesse est finie, n’a pu parcourir depuis sa naissance qu’une distance finie et il nous est impossible d’observer des objets plus éloignés que cette valeur maximale.

L’explication du paradoxe semblait alors très simple : les galaxies qui sont au-delà de cette limite maximale nous sont inaccessibles et ne contribuent pas à la brillance du ciel. Il reste donc des directions de la voûte étoilée dans lesquelles notre regard ne rencontre absolument rien. Le raisonnement d’Olbers ne tient plus et le paradoxe est levé : le ciel est noir pendant la nuit car il reste un grand nombre d’intervalles vides dans la distribution des galaxies observables.

On a cru lever le paradoxe en supposant l’existence d’un gaz remplissant l’univers, et absorbant partiellement la lumière des étoiles. Mais alors, ce gaz réémet de la lumière (loi de la physique) et on retrouve le problème initial.

Une autre solution suggérée pour la première fois par l’écrivain et poète Edgar Allan Poe et indépendamment quelques années plus tard par l’astronome français François Arago avance le fait que si l’univers a un âge fini, alors la lumière voyageant à une vitesse grande mais finie, seule une région finie de l’univers nous est accessible, ce qui se ramène à la solution proposée par Kepler.

En 1848 le poète et écrivain américain Edgar Poe eut en effet une intuition géniale qu’il présenta dans un texte intitulé "Eurêka". Il expliqua le paradoxe de la façon suivante : "La seule manière de rendre compte des vides que trouvent nos télescopes dans d’innombrables directions est de supposer cet arrière-plan invisible placé à une distance si prodigieuse qu’aucun rayon n’ait jamais pu parvenir jusqu’à nous". Edgar Poe s’appuyait sur l’idée que la vitesse de la lumière était finie (ce que Roemer avait déterminé en 1676) et que les étoiles n’étaient pas immortelles.

En effet, dans la théorie actuelle du Big bang, l’univers n’est pas éternel ; il est né il y a 10 à 20 milliards d’années. Les étoiles sont nées progressivement, il y en a encore qui naissent aujourd’hui De plus on sait que la vitesse de la lumière est finie, elle vaut 300 000 kilomètres par seconde.

Alors, la lumière met un certain temps pour venir d’une étoile jusqu’à nous. Par exemple, la lumière de l’étoile la plus proche (à part le soleil), met quatre ans et quatre mois à nous parvenir (on voit donc cette étoile telle qu’elle était il y a quatre ans).

Donc quand on regarde l’univers, on regarde dans le passé !

Plus l’objet regardé est lointain, plus on "remonte" le temps.

L’étoile la plus lointaine qu’on puisse observer est une étoile née peu après le Big Bang, donc éloignée au maximum de 20 milliards d’années lumière de nous.

Cette limite est appelée notre "horizon cosmologique" : on ne peut pas voir plus loin ! Or, pour voir tout le ciel, il faudrait voir plus loin…

"A.Maeder, de l’Observatoire de Genève, a calculé que pour que le ciel nocturne soit aussi brillant que le Soleil, il faudrait soit que la densité des étoiles dans l’espace, soit que la durée de vie moyenne des étoiles, fut de l’ordre de cent milliards de fois plus grande !"

Mais une autre explication est venue se greffer sur la précédente. Du fait de l’expansion de l’Univers, le rayonnement provenant des galaxies lointaines est affaibli par le décalage vers le rouge. Cela signifie que plus une galaxie est éloignée, plus sa contribution à l’éclat du ciel est faible.

La cosmologie moderne est venue apporter une seconde explication au paradoxe d’Olbers : la découverte de l’expansion de l’Univers dans les années 1920 a montré que les astres s’éloignent de nous de plus en plus vite, une accélération qui s’accompagne d’un décalage du rayonnement vers des grandes longueurs d’onde. Comme le pensaient Olbers et de Chéseaux, le ciel est très lumineux, mais pas pour nos yeux.

Il n’en reste pas moins vrai que notre Univers est baigné de rayonnements, au premier lieu desquels le rayonnement fossile. Il existe d’autres rayonnements bien moins intenses, comme le rayonnement extragalactique qui, lui, est dû à la lumière émise par toutes les générations d’étoiles dans les galaxies.

Il est donc permis d’écrire, presque sans ironie, que la nuit n’est pas noire, dans la mesure où, si nos yeux étaient sensibles aux rayonnements infrarouge et micro-onde, ils verraient une nuit brillante de rayonnements cosmologiques. Le paradoxe n’est qu’apparent, car il existe donc bien des domaines de longueur d’onde de lumière pour lesquels la nuit est brillante, mais nos yeux ne le voient pas.

La conclusion (provisoire bien entendu) donnée Fang Lizhi et Li Shuxian dans « La naissance de l’univers » est la suivante :

« Le fait que le ciel soit noir la nuit a pour origine l’expansion de l’Univers… Il existe une preuve directe de cette expansion : il s’agit du phénomène découvert par Hubble de décalage vers le rouge des raies spectrales émises par les galaxies… Il résulte de l’expansion de l’univers que, au-delà d’une distance donnée appelée horizon, on ne peut pas recevoir des photons des étoiles… »

Le traitement (définitif ?) du paradoxe d’Olbers trouve son origine dans un article de Lord Kelvin, « Sur l’éther et la matière gravifique au sein d un espace infini », publié en 1901. Il y montra que selon le modèle standard (victorien) de son époque, la Galaxie contenait bien trop peu d’étoiles pour couvrir le ciel entier. Mais il alla plus loin, et prouva que, même si les étoiles s’étendaient à l’infini dans l’espace, remplissant tout l’Univers, les étoiles visibles ne pourraient aucunement recouvrir le ciel.

Malheureusement, l’article de Kelvin reçut peu d’attention à son époque, et fut pratiquement ignoré jusqu’à sa redécouverte par le cosmologiste Edward Harrison en 1985.

E. R. Harrison expose que « Le ciel n’est pas inondé de lumière parce qu’il n’est pas possible que toutes les étoiles de l’univers brillent simultanément. Dix milliards d’années peut être considéré comme la durée de vie typique d’une étoile. Quoique ce temps semble très long, il ne l’est pas en comparaison du million de milliard de milliard d’années qu’il faudrait d’existence des étoiles pour exister simultanément et remplir les vides… »

Lire « Le noir de la nuit », E.Harrison, collection points Sciences seuil n° 123

Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire au lieu d’être complètement éclairée par les étoiles de l’Univers ?

C’est un problème relativement ancien d’abord posé par Kepler et repris en termes plus précis par Heinrich Olbers en 1826.

On peut le formuler ainsi :

« Imaginez que vous vous trouviez au centre d’une forêt assez dense. Entre les troncs relativement proches, vous pouvez apercevoir des arbres plus éloignés. Entre les interstices laissés par ces derniers, vous pouvez distinguer quelques arbres encore plus lointains, et ainsi de suite. Quelle que soit sa direction, votre regard finit toujours par rencontrer un arbre et vous ne pourrez donc observer ni les limites de la forêt, ni au-delà. Jusqu’au début du XXe siècle, les astronomes considéraient que la situation était équivalente si l’on considérait les étoiles dans l’Univers. »

Ou encore ainsi :

« Si on suppose un univers infini contenant une infinité d’étoiles uniformément réparties, alors chaque direction d’observation devrait aboutir à la surface d’une étoile. La luminosité de surface d’une étoile est indépendante de sa distance : ce qui fait qu’une étoile semblable au Soleil est moins brillante que celui-ci, c’est que l’éloignement de l’étoile fait que sa taille apparente est beaucoup plus faible. Donc, dans l’hypothèse où toute direction d’observation intercepte la surface d’une étoile, le ciel nocturne devrait être aussi brillant que la surface d’une étoile. »

L’astronome allemand Johannes Kepler se demandait :

« Si l’univers est infini et s’il contient une infinité d’étoiles, et si toutes les étoiles sont des Soleils, pourquoi la somme de toutes leurs lumières ne dépasse-t-elle pas l’éclat du Soleil ? » En d’autres termes, la nuit éclairée en permanence par les étoiles devrait être aussi lumineuse que le jour. Or elle ne l’est pas. Il s’est du coup révélé que nos conceptions de l’univers devaient non seulement expliquer les étoiles et les galaxies mais aussi expliquer la nuit noire….

On peut d’abord supposer, comme Kepler dans son opuscule de 1610, Conversation avec le messager céleste, que l’univers est fini ou du moins qu’il contient un nombre fini d’étoiles. Mais, si ce nombre est cependant considérable, est-ce qu’on ne devrait pas avoir une vision nocturne plus lumineuse ? Les calculs faits ont laissé entendre qu’effectivement il y avait un gros problème et qu’il fallait une explication plus poussée…

Les solutions n’ont pas fonctionné

Ce paradoxe, qui a suscité maintes réflexions depuis au moins le XVIe siècle, avec notamment Thomas Digges, puis plus tard Philippe Jean de Chéseaux, Edmond Halley et enfin Heinrich Olbers au XIXe siècle, a été résolu intuitivement par le poète Edgar Allan Poe en 1848 qui a pressenti que les étoiles avait un âge fini, et indépendamment par le physicien Lord William Kelvin à la fin du XIXe siècle et publié en 1901.

Olbers proposa l’explication suivante au paradoxe en 1826 : le ciel nocturne était noir parce que la matière interstellaire absorbait le rayonnement des étoiles et affaiblissait donc leur lumière. Cependant, comme le stipule la thermodynamique, l’énergie doit toujours se conserver. Ainsi, le rayonnement absorbé par le milieu interstellaire devait être réémis sous une forme ou une autre et l’explication d’Olbers ne tenait pas.

Une autre explication consista à dire que les étoiles n’étaient pas réparties uniformément puisqu’elles se regroupaient dans des galaxies. Mais cette solution n’était pas non plus satisfaisante car le raisonnement menant au paradoxe pouvait très bien s’appliquer aux galaxies elles-mêmes.

L’astronome allemand Heinrich Olbers qui le décrivit en 1823, mais il avait déjà été énoncé par Thomas Digges en 1576, par Johannes Kepler en 1610 ainsi que par Halley et Chéseaux au XVIIIe siècle.

Halley se dit vers 1720 que si l’univers est infini et rempli d’étoiles éternelles, alors la luminosité du ciel nocturne doit être infinie. Chéseaux précise ce paradoxe mathématiquement : il imagine les étoiles dans des coquilles sphériques (l’univers étant modélisé comme une série de coquilles concentriques) par rapport à un observateur. Le nombre d’étoiles est proportionnel à la surface de chaque coquille, donc au carré de leur rayon. Or, l’intensité lumineuse d’une étoile est inversement proportionnelle au carré de sa distance. Donc l’observateur reçoit autant d’énergie lumineuse de chaque coquille.

Trinh Xuan Thuan expose ainsi dans « La mélodie secrète » :

« La nuit noire signifiait que l’univers n’était pas infini, concluait Kepler. En 1687, quand Newton reprit la thèse de l’univers infini pour éviter que la gravitation universelle ne fasse tout s’effondrer en une grande masse centrale, le problème de la nuit noire fit de nouveau son apparition. L’astronome Heinrich Olbers, reprenant une idée du suisse Jean-Philippe de Cheseaux, suggéra en 1823 que la lumière des étoiles devait être absorbée pendant son voyage dans l’espace. Le ciel était noir parce que la lumière des étoiles ne nous parvenait pas entièrement. Cette explication ne pouvait être la bonne, car tout ce qui était absorbé devait être réémis. »

De Chéseaux calcula que cette énergie lumineuse tombant sur Terre devrait être 180 000 fois plus intense que celle du soleil. Olbers raffine ce raisonnement en constatant que dans un univers rempli uniformément d’étoiles, les étoiles se masquent les unes des autres et en déduit que la luminosité du ciel nocturne ne peut pas être infinie mais au plus égale à la luminosité de surface d’une étoile. On peut de nos jours calculer que cette limite de visibilité serait de l’ordre de 1018 à 1019 années-lumière, c’est-à-dire bien au-delà du rayon de l’Univers observable.

Trinh Xuan Thuannécrit dans « Les voies de la lumière » :

« La réponse qui vient tout de suite à l’esprit est que la brillance des étoiles diminue en fonction inverse du carré de leur distance, ce qui fait que la luminosité des étoiles lointaines est très faible et ne contribue pas à éclairer la nuit. Mais cette explication n’est pas recevable : la brillance des étoiles diminue certes avec leur distance, mais cette diminution est exactement compensée par leur nombre croissant. Plus on regarde loin et plus il y a d’étoiles, leur nombre augmentant comme le carré de la distance (cela vient du fait que la surface d’une sphère centrée sur la Terre croît comme le carré de son rayon). La contribution en lumière d’une couche d’étoiles située à une certaine distance est le produit du nombre d’étoiles à cette distance par leur brillance, c’est-à-dire d’un nombre qui croît avec le carré de la distance par un autre nombre qui décroît avec le carré de la distance. Ce produit est donc constant. En d’autres termes, chaque couche d’étoiles, quelle que soit sa distance, fournit exactement la même quantité de lumière destinée à éclairer le ciel nocturne. Ainsi, dans un uniers qui contient une infinité d’étoiles, où qu’il se tourne, le regard devrait rencontrer une étoile… »

Il est clair que dans la formulation initiale du paradoxe, on faisait implicitement l’hypothèse que les étoiles pouvaient briller indéfiniment. On sait aujourd’hui que c’est faux et que les étoiles ont une durée de vie finie. On a donc pensé que c’est en fait dans l’âge fini de l’Univers qu’il faut chercher la solution au paradoxe d’Olbers. En effet, comme l’Univers n’est âgé que d’environ 13,7 milliards d’années, la lumière, dont la vitesse est finie, n’a pu parcourir depuis sa naissance qu’une distance finie et il nous est impossible d’observer des objets plus éloignés que cette valeur maximale.

L’explication du paradoxe semblait alors très simple : les galaxies qui sont au-delà de cette limite maximale nous sont inaccessibles et ne contribuent pas à la brillance du ciel. Il reste donc des directions de la voûte étoilée dans lesquelles notre regard ne rencontre absolument rien. Le raisonnement d’Olbers ne tient plus et le paradoxe est levé : le ciel est noir pendant la nuit car il reste un grand nombre d’intervalles vides dans la distribution des galaxies observables.

On a cru lever le paradoxe en supposant l’existence d’un gaz remplissant l’univers, et absorbant partiellement la lumière des étoiles. Mais alors, ce gaz réémet de la lumière (loi de la physique) et on retrouve le problème initial.

Une autre solution suggérée pour la première fois par l’écrivain et poète Edgar Allan Poe et indépendamment quelques années plus tard par l’astronome français François Arago avance le fait que si l’univers a un âge fini, alors la lumière voyageant à une vitesse grande mais finie, seule une région finie de l’univers nous est accessible, ce qui se ramène à la solution proposée par Kepler.

En 1848 le poète et écrivain américain Edgar Poe eut en effet une intuition géniale qu’il présenta dans un texte intitulé "Eurêka". Il expliqua le paradoxe de la façon suivante : "La seule manière de rendre compte des vides que trouvent nos télescopes dans d’innombrables directions est de supposer cet arrière-plan invisible placé à une distance si prodigieuse qu’aucun rayon n’ait jamais pu parvenir jusqu’à nous". Edgar Poe s’appuyait sur l’idée que la vitesse de la lumière était finie (ce que Roemer avait déterminé en 1676) et que les étoiles n’étaient pas immortelles.

En effet, dans la théorie actuelle du Big bang, l’univers n’est pas éternel ; il est né il y a 10 à 20 milliards d’années. Les étoiles sont nées progressivement, il y en a encore qui naissent aujourd’hui De plus on sait que la vitesse de la lumière est finie, elle vaut 300 000 kilomètres par seconde.

Alors, la lumière met un certain temps pour venir d’une étoile jusqu’à nous. Par exemple, la lumière de l’étoile la plus proche (à part le soleil), met quatre ans et quatre mois à nous parvenir (on voit donc cette étoile telle qu’elle était il y a quatre ans).

Donc quand on regarde l’univers, on regarde dans le passé !

Plus l’objet regardé est lointain, plus on "remonte" le temps.

L’étoile la plus lointaine qu’on puisse observer est une étoile née peu après le Big Bang, donc éloignée au maximum de 20 milliards d’années lumière de nous.

Cette limite est appelée notre "horizon cosmologique" : on ne peut pas voir plus loin ! Or, pour voir tout le ciel, il faudrait voir plus loin…

"A.Maeder, de l’Observatoire de Genève, a calculé que pour que le ciel nocturne soit aussi brillant que le Soleil, il faudrait soit que la densité des étoiles dans l’espace, soit que la durée de vie moyenne des étoiles, fut de l’ordre de cent milliards de fois plus grande !"

Mais une autre explication est venue se greffer sur la précédente. Du fait de l’expansion de l’Univers, le rayonnement provenant des galaxies lointaines est affaibli par le décalage vers le rouge. Cela signifie que plus une galaxie est éloignée, plus sa contribution à l’éclat du ciel est faible.

La cosmologie moderne est venue apporter une seconde explication au paradoxe d’Olbers : la découverte de l’expansion de l’Univers dans les années 1920 a montré que les astres s’éloignent de nous de plus en plus vite, une accélération qui s’accompagne d’un décalage du rayonnement vers des grandes longueurs d’onde. Comme le pensaient Olbers et de Chéseaux, le ciel est très lumineux, mais pas pour nos yeux.

Il n’en reste pas moins vrai que notre Univers est baigné de rayonnements, au premier lieu desquels le rayonnement fossile. Il existe d’autres rayonnements bien moins intenses, comme le rayonnement extragalactique qui, lui, est dû à la lumière émise par toutes les générations d’étoiles dans les galaxies.

Il est donc permis d’écrire, presque sans ironie, que la nuit n’est pas noire, dans la mesure où, si nos yeux étaient sensibles aux rayonnements infrarouge et micro-onde, ils verraient une nuit brillante de rayonnements cosmologiques. Le paradoxe n’est qu’apparent, car il existe donc bien des domaines de longueur d’onde de lumière pour lesquels la nuit est brillante, mais nos yeux ne le voient pas.

La conclusion (provisoire bien entendu) donnée Fang Lizhi et Li Shuxian dans « La naissance de l’univers » est la suivante :

« Le fait que le ciel soit noir la nuit a pour origine l’expansion de l’Univers… Il existe une preuve directe de cette expansion : il s’agit du phénomène découvert par Hubble de décalage vers le rouge des raies spectrales émises par les galaxies… Il résulte de l’expansion de l’univers que, au-delà d’une distance donnée appelée horizon, on ne peut pas recevoir des photons des étoiles… »

Le traitement (définitif ?) du paradoxe d’Olbers trouve son origine dans un article de Lord Kelvin, « Sur l’éther et la matière gravifique au sein d un espace infini », publié en 1901. Il y montra que selon le modèle standard (victorien) de son époque, la Galaxie contenait bien trop peu d’étoiles pour couvrir le ciel entier. Mais il alla plus loin, et prouva que, même si les étoiles s’étendaient à l’infini dans l’espace, remplissant tout l’Univers, les étoiles visibles ne pourraient aucunement recouvrir le ciel.

Malheureusement, l’article de Kelvin reçut peu d’attention à son époque, et fut pratiquement ignoré jusqu’à sa redécouverte par le cosmologiste Edward Harrison en 1985.

E. R. Harrison expose que « Le ciel n’est pas inondé de lumière parce qu’il n’est pas possible que toutes les étoiles de l’univers brillent simultanément. Dix milliards d’années peut être considéré comme la durée de vie typique d’une étoile. Quoique ce temps semble très long, il ne l’est pas en comparaison du million de milliard de milliard d’années qu’il faudrait d’existence des étoiles pour exister simultanément et remplir les vides… »

Lire « Le noir de la nuit », E.Harrison, collection points Sciences seuil n° 123

Mais cela ne signifie pas que la question soit close.

D’autres explications, de nature différente, ont également été données, en particulier par Benoît Mandelbrot sans son ouvrage sur Les objets fractals (1976, div. réed.). Pour cet auteur, il suffit que la distribution des étoiles ne soit pas uniforme, mais hiérarchisée de telle sorte qu’elle répondent aux critères qui définissent les objets mathématiques qu’il décrit, pour que le paradoxe puisse être levé. Une perspective tout à fait compatible avec les conceptions actuelles du mode de hiérarchisation des grandes structures cosmiques.

On ajoutera que depuis 1998, l’analyse des données recueillies par le télescope spatial infrarouge ISO a donné une nouvelle jeunesse à la question évoquée ici. On s’est en effet rendu compte à cette occasion que le paradoxe d’Olbers devait être reformulé pour tenir compte aussi de la contribution (importante) de l’énergie que rayonnent dans l’infrarouge les poussières chauffées par les premières étoiles...

L’existence d’immenses bulles de vide dans l’espace est également évoquée comme explication : voir ici

Certains auteurs ont montré que le paradoxe d’Olbers était symbolique du fait que la science ne cesse de rediscuter ses explications

9 Messages de forum

  • Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ? 13 octobre 10:56, par JFP/Jean-François POULIQUEN.

    JFP¦¦13102019¦¦Comme tous paradoxes, l’énoncé est faux, ou les préjugés qui sont des acquis peuvent être aussi faux. On ne sait pas si l’univers est fini ou infini. On masque les autres ondes hors celles de la lumière qui nous intéresse. On ne sait pas si la lumière se fatigue en changeant de fréquence et donc de longueur d’onde, et donc non plus visible. On ne sait pas si la vitesse de la lumière est une vraie constante, malgré que l’on affirme que cela est soit une constante. On ne tient pas compte de l’age des étoiles et de leur durée de vie. On omet que les photons qui nous parviennent, ne sont peut être pas les photons originaux, car transversalement comme de tous les cotés sauf par l’arrière un photon peut en rencontrer d’autres, (car c’est bien connu qu’un train peut en cacher d’autres), et cela est même une obligation, ce qui fait que le photon origine à sans doute changé par interactions avec d’autres photons. L’énoncé renverse la réalité, car si de notre œil nous ne voyons pas le ciel tout blanc, c’est que forcément il y a des zones sans luminosité, et que même si des photons existent dans ces zones noires, notre œil ne les perçoit pas, ce qui veut dire que l’intensité est moindre ou que les longueurs d’onde ont changées, et renverser la situation de notre perception réelle, en disant que dans ces zones sans luminosité des photons existent, c’est en fait de tricher sur la réalité que nous percevons autrement, car les logiques et les mathématiques sont aussi une tricherie par rapport à la réalité. Si nous percevons mieux les photons des étoiles les plus proches ou qui sont plus lumineuses que d’autres, et non des photons théoriques admis, c’est que ciel n’est pas éclairé comme dans une théorie où on voudrait qu’il le soit, et donc on fausse le problème d’une réalité, car raisonner sur des nombres, c’est tricher car nos regards nous prouvent le contraire. Il est curieux que des raisonnements arrivent à fausser le problème de notre réalité, car pourquoi inventer des photons lumineux, même si ils existent car nous ne les voyons pas. Les raisonnements comme les mathématiques faussent la réalité, car ni nous ne voyons pas de photons à certains endroits du ciel, ils existent peut être mais n’éclairent pas ‼‼ Mais pourquoi ces photons n’éclairent pas ou nous éclairent pas Ɂ Le raisonnement de la nuit éclairée par des photons non lumineux ne tient pas la route, car la quantité n’est pas associé à la qualité, car il ne fut pas quelques photons pour voir, mais des quanta de photon pour seulement apercevoir. A ce propos nous voyons des photons, mais en réalité nous voyons par paquets de photons, car ce que l’on appelle des rayons lumineux, sont en réalité des quanta de photons, et donc si nous ne voyons pas par paquet, et bien nous ne voyons rien, même si des photons sont là ‼‼ Toutes les réponses de cet article omet même cette simplicité évidente, car notre œil ne voit pas la lumière photon par photon, mais voit la lumière par quanta et donc par paquet de photons. Donc si il y a des zones du ciel non éclairés par de la lumière, c’est que ces zones ne définissent pas des quanta de photons pouvant être vu par nos yeux, mais par contre les télescopes équipés peuvent détecter ces photons un par un. Notre logique et nos raisonnements sont liés aux nombres et on omet des tas de choses et notions où ces nombres ne veulent rien dire, et puis sûrement que dans tous les paradoxes, l’énoncé est sans doute faux car on s’appuie sur une non réalité, en omettant des données, ou même par des préjugés qui sont faux.
    ▬Vous prenez comme exemple de ce paradoxe D’OLBERS, une foret où nous serions au centre ce celle-ci, et où nous verrions que des troncs d’arbres à perte de vue (façon de parler) pour nous diriger dans une direction plutôt qu’une autre. Si cette foret fait environ 10 km de diamètre, nos regards se porteraient alors sur 5 km autour de nous pour accéder à la vision de l’extérieur de cette foret, n réduisant forcément le diamètre des troncs. Et vous dites ceci¦¦[Quelle que soit sa direction, votre regard finit toujours par rencontrer un arbre et vous ne pourrez donc observer ni les limites de la forêt, ni au-delà.]. Et bien cet exemple qui est l’énoncé d’un paradoxe est déjà faux à la base, car voir un arbre à 5 km, est impossible, et même voir un tronc d’arbre à 2 km est aussi impossible, et nous pensons que même un seul petit kilomètre ne permet pas de déceler un arbre ‼‼ Même si ces arbres existent, et bien on ne peut pas les voir ‼‼ Nos yeux ne se pas des jumelles pouvant faire grossir le lointain ‼‼ Pour percevoir quelque chose, il faut un minimum d’angle de vision de l’objet, et que cela soit de près comme de loin. Voir un cheveu à 50 cm est possible mais voir ce même cheveu à 5 m est impossible, alors 50 mètres serait de la drôlerie. L’énoncé est donc faux, car on omet des réalités qui sont balayées par les nombres, et la façon dont on pose le problème, car le problème devient une logique sans réalité
    ▬Nous pensons que la plus part des paradoxes sont des énoncés où se cache des erreurs d’exposé, par le simple fait que les explications d’énoncés nous donnent à réfléchir logiquement et mathématiquement, sans tenir compte de la réalité et ce en appuyant justement sur ces nombres se détachant de la réalité. Ces paradoxes renforcent nos préjugés implicites qui peuvent être totalement faux. Trouver que le ciel soit noir à cause de l’expansion de l’univers, et une invention sans vrais fondements, car ceci n’a pas plus de valeur que de dire les photons fatiguent en voyageant, car la vraie fatigue n’est pas de voyager, mais de rencontrer d’autres photons sur la route... Voir les photons pour nous donner des images, n’est que de les arrêter, car jamais on voit des photons transversalement de leur parcours ‼‼ Pourtant l’espace est bourré de photons que nous ne pouvons pas voir, car ils ne viennent pas dans notre directions ‼‼ Nous faussons donc la réalité en parlant déjà de lumière, mais aussi de rayons lumineux, car dans notre esprit ces rayons viennent vers nous et jamais transversalement. Et puis pour percevoir ces rayons lumineux il faut des quanta de photons, car notre œil ne voit pas un seul photon et donc photon par photon ‼‼ Nos perceptions sont aussi faussées par l’illusion, car nous voyons la pleine lune aussi grosse que le soleil, pourtant ces objets en taille et en masse sont sans rapport. Si il faut environ une seconde lumière de la terre à la lune, il faut par contre plus de 8 minutes de vitesse lumière par rapport au soleil, et pourtant les objets que nous voyons semble de tailles équivalentes.
    ▬Nous allons rechercher sil il existe d’autres paradoxes faisant des titres d’articles sur votre site, et savoir si il existe de vrais paradoxes et non des faux, car nous pensons que les paradoxes sont en réalité des exposés faussés simplement par le fait de les énumérer de telle façon plutôt qu’une autre, ou encore, que par ces paradoxes non expliqués ce cachent alors des choses que nous ne connaissons pas.
    ▬Les jumeaux JFP/Jean-François POULIQUEN

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  • Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ? 14 octobre 16:15, par JFP/Jean-François POULIQUEN.

    JFP¦¦14102019¦¦La quantité de photons reçue par une galaxie lointaine est beaucoup moindre que la quantité de photons reçus par une seule et unique étoile proche de nous et faisant partie de la même galaxie que la notre. Quand on sait qu’une seule galaxie comporte des milliards d’étoiles, on peut alors se poser des questions, car pourquoi la quantité de photons reçus par des galaxies lointaines, même réunies est sans comme une mesure inférieure à une seule étoile proche de nous ‼‼ Ceci n’est pas un principe mais une réalité et un constat, et y a t-il paradoxe Ɂ De ce simple constat, le paradoxe D’OLBERS s’envole, car les raisonnements à essayer de trouver des explications pourquoi la nuit est noire malgré la quantité d’étoiles dans l’univers, n’a plus de raison d’être. Un même objet lumineux, mais vu au travers de distances différentes nous donnent des résultats différents de perception de quantités de photons. Pourquoi Ɂ Nous ne comprenons pas d’ailleurs votre phrase en début d’article, qui nous semble contradictoire avec elle-même¦¦
    ▬Vous¦¦[« Si on suppose un univers infini contenant une infinité d’étoiles uniformément réparties, alors chaque direction d’observation devrait aboutir à la surface d’une étoile. La luminosité de surface d’une étoile est indépendante de sa distance : ce qui fait qu’une étoile semblable au Soleil est moins brillante que celui-ci, c’est que l’éloignement de l’étoile fait que sa taille apparente est beaucoup plus faible. Donc, dans l’hypothèse où toute direction d’observation intercepte la surface d’une étoile, le ciel nocturne devrait être aussi brillant que la surface d’une étoile. »].
    ▬Nous¦¦Justement la luminosité d’une étoile est dépendante de la distance d’observation à cette étoile, car plus nous voyons loin, et plus son intensité lumineuse diminue, car c’est comme si les photons se fondaient les uns dans les autres, et c’est bien là l’un des paradoxes de l’observation. Même avec des moyens de détections qui ne sont pas nos yeux, ceci reste aussi vrai, car la quantité de photons reçus d’une seule étoile très éloignée est moindre que si cette étoile était rapprochée, mais on verra plus loin que cela s’explique parfaitement...
    ▬Est-ce que la lumière fatigue à parcourir de très grandes distances Ɂ Pas impossible, mais la fatigue serait quoi Ɂ
    ▬Vous¦¦[« Si l’univers est infini et s’il contient une infinité d’étoiles, et si toutes les étoiles sont des Soleils, pourquoi la somme de toutes leurs lumières ne dépasse-t-elle pas l’éclat du Soleil ? » En d’autres termes, la nuit éclairée en permanence par les étoiles devrait être aussi lumineuse que le jour. Or elle ne l’est pas. Il s’est du coup révélé que nos conceptions de l’univers devaient non seulement expliquer les étoiles et les galaxies mais aussi expliquer la nuit noire…]
    ▬Nous¦¦Et bien la somme de tous les photons émis de toutes les étoiles de l’univers (sans savoir si il est fini ou infini), est bien une vraie addition de ces photons, et donc que la quantité reste vraie, et dépasse largement la quantité de photons émis par notre soleil, mais dans votre phrase (ou citation) vient ce mot éclat, et donc qu’est-ce qu’un éclat Ɂ
    ▬Vous¦¦[On peut d’abord supposer, comme Kepler dans son opuscule de 1610, Conversation avec le messager céleste, que l’univers est fini ou du moins qu’il contient un nombre fini d’étoiles. Mais, si ce nombre est cependant considérable, est-ce qu’on ne devrait pas avoir une vision nocturne plus lumineuse ? Les calculs faits ont laissé entendre qu’effectivement il y avait un gros problème et qu’il fallait une explication plus poussée…] (...)
    ▬[OLBERS proposa l’explication suivante au paradoxe en 1826 : le ciel nocturne était noir parce que la matière interstellaire absorbait le rayonnement des étoiles et affaiblissait donc leur lumière. Cependant, comme le stipule la thermodynamique, l’énergie doit toujours se conserver. Ainsi, le rayonnement absorbé par le milieu interstellaire devait être réémis sous une forme ou une autre et l’explication D’OLBERS ne tenait pas.]
    ▬Nous¦¦Nous pensons que des photons absorbés peuvent être réémis sous d’autres fréquence que l’absorption. Donc que des fréquences origines puissent changer en d’autres fréquences n’étant plus de la lumière visible....
    ▬Vous¦¦[Halley se dit vers 1720 que si l’univers est infini et rempli d’étoiles éternelles, alors la luminosité du ciel nocturne doit être infinie. CHÉSEAUX précise ce paradoxe mathématiquement : il imagine les étoiles dans des coquilles sphériques (l’univers étant modélisé comme une série de coquilles concentriques) par rapport à un observateur. Le nombre d’étoiles est proportionnel à la surface de chaque coquille, donc au carré de leur rayon. Or, l’intensité lumineuse d’une étoile est inversement proportionnelle au carré de sa distance. Donc l’observateur reçoit autant d’énergie lumineuse de chaque coquille.
    ▬Nous¦¦Nous ne voyons pas de démonstration logique dans cette citation, car elle est même contradictoire...
    ▬Vous¦¦[TRINH XUAN THUAN expose ainsi dans « La mélodie secrète » :
    « La nuit noire signifiait que l’univers n’était pas infini, concluait Kepler. En 1687, quand Newton reprit la thèse de l’univers infini pour éviter que la gravitation universelle ne fasse tout s’effondrer en une grande masse centrale, le problème de la nuit noire fit de nouveau son apparition. L’astronome Heinrich OLBERS, reprenant une idée du suisse Jean-Philippe de CHESEAUX, suggéra en 1823 que la lumière des étoiles devait être absorbée pendant son voyage dans l’espace. Le ciel était noir parce que la lumière des étoiles ne nous parvenait pas entièrement. Cette explication ne pouvait être la bonne, car tout ce qui était absorbé devait être réémis. »]
    ▬Nous¦¦Sans doute que la lumière pouvait être absorbée mais réémis sous d’autres fréquences ne correspondant plus à une lumière visible, et ce même si la quantité d’énergie reste la même. Mais cela nous fait penser à notre réflexion qui est que la lumière que sont les photons ne parcourent pas l’espace sans encombre, car justement tous ces photons se croisent de partout mais aussi se cognent, s’entrechoquent... et que le résultat de ces chocs donne des fréquences changées à ces photons et donc une sorte de lumière fatiguée. Il est curieux de s’imaginer des rayons lumineux venant de partout sans encombre, comme si il n’y avait jamais de télescopage. Pourtant c’est une obligation que ces photons s’entrechoquent, mais cela donnerait quoi comme résultat de photons ayant subit plusieurs fois des rencontres avec d’autres photons Ɂ
    ▬Vous¦¦[De CHÉSEAUX calcula que cette énergie lumineuse tombant sur Terre devrait être 180 000 fois plus intense que celle du soleil. OLBERS raffine ce raisonnement en constatant que dans un univers rempli uniformément d’étoiles, les étoiles se masquent les unes des autres et en déduit que la luminosité du ciel nocturne ne peut pas être infinie mais au plus égale à la luminosité de surface d’une étoile. On peut de nos jours calculer que cette limite de visibilité serait de l’ordre de 1018 à 1019 années-lumière, c’est-à-dire bien au-delà du rayon de l’Univers observable.]
    ▬Nous¦¦Nous pensons qu’il y a une erreur sur ces nombres de 108 à 109 années lumières, car il manque sûrement le milliard accompagnant ces nombres. Le Big-bang à eu lieu à environ 14 milliard d’années, et notre point d’observation obligé se trouve au centre. Ce qui fait que nous voyons autour de nous une distance maximum de 7 milliard d’années lumière, et non de 107/108 années lumière. Même si on agrandit cette sphère de visibilité à cause de l’expansion de l’univers et considérant aussi la vitesse de la lumière, cette sphère serait de 90 milliard d’années lumière, et donc la visibilité de ce que nous pouvons détecter serait à 45 milliards d’années lumière de nous, en considérant que ce que nous captons est ce fond diffus cosmologique, appelé aussi la surface de la dernière diffusion. Donc entre 107/108nannées lumière et 45 milliards d’années lumière, il y a une grosse différence. Ou alors il faut comprendre que ces nombres 107/108 années lumière expriment une barrière bien en dessous du rayon de l’univers, et non bien au-de-là comme il est dit...
    ▬Vous¦¦[TRINH XUAN THUANN écrit dans « Les voies de la lumière » :
    « La réponse qui vient tout de suite à l’esprit est que la brillance des étoiles diminue en fonction inverse du carré de leur distance, ce qui fait que la luminosité des étoiles lointaines est très faible et ne contribue pas à éclairer la nuit. Mais cette explication n’est pas recevable : la brillance des étoiles diminue certes avec leur distance, mais cette diminution est exactement compensée par leur nombre croissant. Plus on regarde loin et plus il y a d’étoiles, leur nombre augmentant comme le carré de la distance (cela vient du fait que la surface d’une sphère centrée sur la Terre croît comme le carré de son rayon). La contribution en lumière d’une couche d’étoiles située à une certaine distance est le produit du nombre d’étoiles à cette distance par leur brillance, c’est-à-dire d’un nombre qui croît avec le carré de la distance par un autre nombre qui décroît avec le carré de la distance. Ce produit est donc constant. En d’autres termes, chaque couche d’étoiles, quelle que soit sa distance, fournit exactement la même quantité de lumière destinée à éclairer le ciel nocturne. Ainsi, dans un univers qui contient une infinité d’étoiles, où qu’il se tourne, le regard devrait rencontrer une étoile… »]
    ▬Nous¦¦Il y a encore d’autres explications mettant en cause la non clarté de la nuit par les étoiles, mais nous avons une solution encore plus simple et imagée que toutes les possibilités d’expliquer pourquoi la nuit n’est pas éclairée¦¦
    ▬Si nous prenons des oursins de mer, ces animaux ont des piquants très long partant d’une sorte de boule qui est l’animal lui-même et leurs piquants ou aiguilles sont sûrement un moyen de défense. Il faut alors imaginer que les étoiles soient des oursins et les piquants des rayons lumineux, mais que ces piquants sont sans fin, comme si l’animal prenait tout l’univers. A la base de l’animal, l’intervalle entre deux piquants est très proche, mais plus on s’éloigne de l’animal, plus l’intervalle devient grand, car c’est comme si l’animal rayonnait de ses piquants à l’infini. Dans cette représentation il ne fut pas voir vraiment les piquants mais leurs extrémités imaginaires car normalement il sont sans fin, mais le fait de voir un oursin, ces piquants s’arrêtent à nos avant de nous piquer ou crever nos yeux. Si nous sommes proche d’un oursin nos yeux verront alors plusieurs extrémités de ces piquants. Si on éloigne l’oursin de nous, alors on ne verra que peu d’extimités de ces piquants, et il arrivera un moment ou l’oursin étant trop loin de nous, nous verrons alors qu’une seule extrémité voir même pas du tout d’extrémité de piquant, car nous serions dans un intervalle sans piquant. Bien sûr ceci n’est qu’une représentation imagée d’interprétation de la lumière ou cette lumière représente les piquants des oursins. Il n’en pas moins que quand une étoile émet des photons, ces photons vont dans toutes les directions, mais ces photons ont un écart entre très négligeable, mais qui par l’éloignement de l’étoile fait que ces écarts deviennent plus grands par obligation. Même si on considère qu’il puisse y avoir des photons voyageant en parallèle, forcément tous les photons émis par l’étoile ne peuvent pas être parallèle. Ainsi la quantité de photons perçus par nos yeux pour une étoile très lointaine est beaucoup moindre que si l’étoile était proche. Même si l’étoile émet une quantité astronomique de photons, vu la distance qu’il y a entre nous et l’étoile, nous recevrions alors qu’une petite quantité de photons, et dans le pire des cas nous ne recevrions strictement rien, tant l’éloignement est grand. En admettant que nous recevons quelques photons, ceux ci peuvent aussi être émis dans des laps de temps différents et non en même temps, et nos yeux ne savent pas accumuler ces photons pour en faire une image, mais des appareil savent le faire, car ces appareils perçoivent des photons mais dans des durées de temps qui sont sans rapport avec notre perception. Ceci est d’autant plus vrai que ce que nous percevons doit être que des quanta de photons qui sont des paquets de photons, pour que nos yeux puissent interpréter une image.
    ▬Cette image d’oursins de mer remplaçant les étoiles semble simpliste, mais pourtant la simplicité explique aussi la réalité, car un oursin en cache d’autres, comme encore le volume de ces aiguilles d’oursin se croisant, comme encore le peu d’aiguilles perçues quand ces oursins sont très loin, car les aiguilles ne sont que très rarement parallèle. Mais cette image est un peu fausse, car les aiguilles d’oursin sont toujours en direction venant du centre de l’oursin, et ce qui n’est pas le cas des étoiles, car ces étoiles émettent des photons qui sont sans rapport avec le centre de l’étoile, mais vu la taille des étoiles que nous percevons, ceci n’a aucune espèce d’importance, car nous ne poupons pas voir leur taille à l’œil nu, sauf notre soleil, et avec des lunettes, bien sûr ‼‼
    ▬Les jumeaux JFP/Jean-François POULIQUEN

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    • Vous dites : « si de notre œil nous ne voyons pas le ciel tout blanc, c’est que forcément il y a des zones sans luminosité »

      Je dirais plutôt que si nous voyons le ciel noir, c’est qu’une grande partie du ciel est dans le noir (les fameux trous), que le reste peut être occulté par des nuages de poussière mais qu’il reste un très grand nombre de sources lumineuses dont la lumière ne me parvient pas, soit qu’elles soient trop éloignées pour que leur date de naissance leur ait pas laissé le temps d’émettre jusqu’à moi (la vitesse de la lumière n’étant pas infinie) soit que l’éloignement de ces sources soit d’une telle vitesse que le décalage de fréquence rende leur perception difficile.

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  • Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ? 15 octobre 21:55, par JFP/Jean-François POULIQUEN.

    JFP¦¦15102019¦¦Il est fort possible et même certain que des nuages de poussières interstellaires stoppent des photons venant d’autres étoiles et/ou galaxies, mais ce que nous disons est autre chose.
    ▬Pour les poussière interstellaires¦¦OK
    ▬Pour les galaxies trop lointaines de nous où leur lumière ne nous parvient pas¦¦OK il faut attendre...
    ▬Pour les galaxies trop lointaines dont la fréquence des photons a changée et n’est plus de la lumière visible ¦¦OK
    ▬Mais pour des galaxies n’entrant pas dans ces cas fr figure, où les photons sont encore de la lumière visible non interceptée, ces photons même si ils sont bien là arrivant sur terre, nos yeux ne peuvent pas les voir, car ils sont insuffisants pour faire des paquets de photons que notre œil peut percevoir. La raison est que même si il y a des photons voyageant parallèlement entre eux, ces paquets forment simplement des points invisibles pour notre œil, car pour voir il faut en plus des séries de paquets et même distant entre eux. Pour le dire autrement, si des paquets de photons arrivent sur notre œil et à la même position, pour que notre œil déclenche une vision à transmettre à notre cerveau, il faut une certaine plage ou surface excitée de notre œil, pour que des déclenchement se fassent jusqu’au cerveau. Cela est une raison, car voir un ciel éclairé, c’est d’abord savoir ce que peut être la vue. Le chat, le chien ou même le dinosaure voient et verraient la lumière autrement que notre perception. Un œil bombardé par des photons ayant la même position d’arrivée ne déclenchera rien au cerveau. Par contre les appareils électroniques, peuvent eux détecter des photons un par un, mais cela n’est pas notre à vouloir voir un ciel de nuit éclairé.
    ▬Maintenant pourquoi la zone de réception des photons est très réduite arrivant sur notre œil Ɂ Et bien nous pensons que vous le dites vous même, car plus un objet est loin et plus il se réduit en vison, et les photons partant en parallèles depuis la source de l’étoile, se voient arriver aussi en parallèle, ce que veut dire que la distance qui les séparent initialement est gardée pendant leur voyage, et nous ne pouvons pas les voir car la plus grande partie passe hors de notre vision. Nous ne pouvons voir que des photons parallèles entre eux que sur des distances de départ très réduites. Ce n’est pas parce que l’objet à rétrécit parce qu’il est loin, que ces rayons nous parviennent en parallèles frappant notre œil. Mail heureusement nous ne percevons pas que des photons parallèles et de distance très réduites entre eux, car plus un objet lumineux est proche, plus nous percevons de lumière. La raison est sans rapport avec des photons parallèles car des photons se croisent au moment de notre perception, ce qui fait que la zone excitée de notre œil est plus grande en perception. Naturellement plus l’objet lumineux est élongé, et moins ces croisements se font sur la surface de notre œil. Il arrive même que ces croisements arrivant à notre œil n’existent pratiquement plus quand l’objet est trop éloigné, mais par contre les appareils pouvant détecter des sources lumineuse, n’ont pas besoin de cette surface minimum de notre œil pour percevoir ces photons. Mais même ces télescopes ne détectent pas photon par photon...
    ▬Pour le dire encore différemment, une surface réduite comme notre œil, recevant des photons lumineux, fait que plus la source lumineuse est éloignée et moins les photons lumineux arrivent sur cette surface. Et cela est totalement compréhensible et logique. Maintenant multiplier les sources lumineuses est un autre problème, car il faut que ces sources lumineuses différentes forment des paquets de photons exploitables par notre œil.
    ▬L’univers est bourré de photons, mais ces photons ne sont pas tous lumineux pour notre œil. Une des raison est que tous ces grains de lumière s’interceptent, se cognent, n’interfèrent, et les fréquences résultantes ne sont plus de la lumière visible pour nos yeux. Si nous savons faire des expériences sur le passage de la lumière passant au travers de deux fentes de Young et n’interférant après passage, Les photons de l’univers se télescopent obligatoirement, et nous ne savons pas les conséquences de ces interférences. Nous supposons après des séries d’intersections, que les fréquences changent et nous donne en fait des photons fatigués.
    ▬Nous supposons que même ces télescopes sutra-performants ne détectent en rien photon par photon, mais par paquets de photons, même si ces paquets sont beaucoup moindre que la perception de notre œil. Et puis ces télescopes sont calibrés pour une largeur de fréquence bien définie, ce qui fait que des appareils détectent ce que nous ne voyons pas et qui n’est plus vraiment de la lumière, et donc que cela veut dire aussi que ce que nous percevons du lointain, n’est plus de la lumière visible, et si elle l’est c’est par petits paquets non perceptible par nos yeux. Il est assez curieux de parler de nuit éclairée sans se poser la question qu’est-ce que notre vue, et comment fonctionne t-elle ‼‼ Il y a d’autres raisons pour dire que la lumière peut être fatiguée, mais nous sommes nous même fatigué à ne pouvoir éclairé.
    ▬Les jumeaux JFP/Jean-François POULIQUEN

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  • Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ? 16 octobre 14:00, par JFP/Jean-François POULIQUEN.

    JFP¦¦16102019¦¦Pour être encore plus clair, malgré que la nuit soit presque complètement noire, cette même nuit est envahie et remplie par des photons que nous ne voyons pas ‼‼ Ainsi ce fond diffus cosmologique est quoi et pourtant remplissant la nuit Ɂ Et bien des photons dégénérés à des fréquences de l’ordre du micro-onde ‼‼ Et pourtant la densité de ces photons est de l’ordre de 400 à 500 photons par cm3, ce qui n’est pas énorme, mais cela en fait quand même beaucoup de photons dans le ciel bien noir ‼‼ Ces photons du fond diffus cosmologique, avant d’être dégénérés en étant des ondes micro-ondes que nous ne percevons pas, étaient sûrement des beaux photons correspondant à cette belle lumière que les humains peuvent voir, mais ils sont devenus fatigués comme on pourrait dire. Est-ce le parcours et donc le voyage qui a fatigués les photons primeurs Ɂ Et bien pour nous cela n’est pas vraiment le voyage qui à fatigué ces photons primaires, mais c’est que ces photons qui sont les plus vieux de l’Univers se sont croisés et interceptés avec d’autres photons frères ou cousins, leur donnant des fréquences amoindries. A force de se cogner on fini pas se fatiguer. Et bien les photons venant de ces galaxies lointaines n’échappent à pas à ces collisions de photons, ce qui fait que ces photons changent de fréquence et ne deviennent plus visibles. Mais visibles pour les télescopes et aussi pour certains animaux. Notre œil humain est assez limité au regard des fréquences de photons, mais certains animaux ont une vision avec une plus grande ouverture de fréquences de ces photons dans l’espace, arrivant aux yeux de ces animaux. Il suffit de voir simplement les chats qui sont des animaux domestiques, pour se rendre compte qu’ils voient mieux que nous. Les rapaces ont aussi cette faculté à voir loin de petite chose, alors que la taupe ne voit rien....
    ▬Il y a donc plusieurs raisons pour que la nuit ne soit pas éclairée, malgré la quantité énorme de photons qui y sont, car la plus grande partie de ces photons, nous ne les voyons pas, car ils correspondent à des fréquences que l’humain ne perçoit pas. Mettant notre soleil à des distances énormes par rapport à nous, celui-ci deviendrait totalement invisible, pour des tas de raisons, et donc que les logiques employées pour se demander pourquoi la nuit n’est pas éclairée est assez curieuse comme réflexion, car on prend un modèle proche de nous avec ce soleil et on multiplie ce modèle à perte de vue, mais justement à perte de vue où les photons s’y perdent en changeant de fréquences.
    ▬On peut donc dire que ce paradoxe D’OLBERS n’en est plus un, car il y a des tas de raisons pour que ces photons nous soient invisibles. Nous ne savons pas si il existe des théories ou thèses sur cette notion de lumière fatiguée. Nous pensons avoir déjà lu dans vos articles que Einstein parlait de cette notion... Il n’en reste pas moins que nous ne savons pas pourquoi ces photons du fond diffus cosmologique ont cette fréquence en détection, et que forcément les fréquences initiales de ces photons devaient forcément être plus grandes que ces micro-ondes. Nous avançons donc que ce sont les collisions répétées de ces photons entre eux, qui abaissent leur fréquence, sans savoir si cette notion existe déjà.
    ▬Les jumeaux JFP/Jean-François POULIQUEN

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  • Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ? 17 octobre 18:07, par JFP/Jean-François POULIQUEN.

    JFP¦¦17102019¦¦Pour résumer nos dialogues et ce que nous pensons de ce paradoxe D’OLBERS¦¦
    ▬Les photons émis par les étoiles fatiguent sur de très grandes distances, et cette fatigue de photon, se traduit à ce que ces photons ont moins d’énergie et donc changent de fréquence ne rentrant plus dans le domaine observable humain. Donc les photons existent toujours mais deviennent non visibles si ils proviennent de très grandes distances. Cette notion de photons fatigués n’est pas prise en compte, pour trouver des solutions à résoudre ce parataxe D’OLBERS, mais nous avons bien une preuve indirecte par ce fond diffus cosmologique, qui sont des micro-ondes que nous détectons, avaient à l’origine une fréquence autre de plus grande énergie, d’autant qu’avant que se diffusent réellement ces photons devenant libres, leur énergie initiale devrait être très grande, mais coincée dans cette soupe primordiale. Ce fond diffus cosmologique nous montre bien, que les photons fatiguent pendant leur voyage, mais que ce voyage se fait sur des milliards d’années lumière, voir sur des dizaines de milliards d’années lumière. A partir de cet état de fait du rayonnement fossile, nous pouvons alors extrapoler en disant que plus les sources lumineuses sont loin, et plus elles se dégradent en parcourant de grandes distances. Ainsi ce paramètre de fatigue des photons est à prendre en compte, indépendamment d’autres solutions trouvées pour contrecarrer ce paradoxe D’OLBERS. Donc de dupliquer notre système solaire, ou même notre galaxie,pour répartir ces duplications dans le volume de l’univers et donnant une très grande source de photons lumineux, est en réalité faussée par le biais des distances très grandes, car ces ondes lumineuses deviennent de moins en moins lumineuses au fil de leur parcours dans l’espace. Et ce concept de photons fatigués vient de notre interprétation que ces photons collisionnent et se cognent entre eux, car nous ne pensons pas que le changement d’énergie de ces photons soit la fatigue du voyage. On comprend très bien que ces photons sont partout dans l’espace, mais on n’imagine pas que ces photons se heurtent entre eux.
    ▬Notre œil n’est pas un détecteur ultra-puissant, car pour détecter des photons qui sont des grains de lumière, ces derniers ne peuvent être que groupés par paquets, et donc nous ne détectons pas photon par photon, mais par paquets de photons. Plus les objets lumineux sont loin de nous, et plus ces paquets de photons se réduisent en perception, et cela n’est que de la géométrie trop fine d’angle, car déjà ce que nous voyons d’une étoile de notre propre galaxie, n’est même pas une surface de vision, mais une sorte de POINT lumineux et donc sans taille apparente. Quand nous regardons le soleil, nous voyons aussi bien des photons venant vers le centre de ce cercle, que ds photons venant des bords de ce cercle, et donc que la perception des rayons lumineux viennent de différents endroits de ce soleil qui est toute sa surface. Ceci veut aussi dire que les rayons lumineux ne viennent pas QUE du centre du soleil, mais sont distribués sans directions précises. Si ces rayons lumineux étaient émis que par rapport au centre du soleil, nous ne verrions alors pas de surface de ce soleil. Donc une étoiles émet des photons dans toutes les direction même de ses tangentes de surface, car nous avons cette fausse image où les rayons partent du centre du soleil et donc des étoiles. Quand on parle de rayons lumineux, il faut comprendre que les rayons peuvent partir des bords d’une étole et étant aussi parallèles entre eux et étant aussi les plus distants, ce qui explique que les directions de ces rayons sont indépendantes d’un centre quelconque. Quand nous regardons un objet lumineux comme le soleil, les rayons venant vers le centre du disque, comme ceux venant vers la circonférence, arrivent en même temps à notre œil, ce qui veut dire qu’il y a un certain angle de perception, et que les rayons que nous percevons ne sont pas parallèles, mais que cela correspond exactement au croisement de ces rayons arrivant à notre notre œil. Si un autre œil était devant nous, il verrait ce même soleil mais les rayons reçus par cet œil seraient forcément différents de ceux que nous voyons dernière cet œil, ce qui veut dire que les photons sont différents. L’angle que forme les bords de ce soleil et notre œil, défini aussi des trajectoires non parallèles de ces photons. Quand nous avançons notre œil proche du soleil, l’angle formé par les bords du soleil et notre œil est plus large, et les photons de perception ne sont pas les mêmes que ceux avant notre avancée. Ce qui veut dire que ce que nous voyons ce sont des croisements de photons dans un laps de temps assez court. Plus nous nous éloignons du soleil, et plus ces croisements disparaissent et sont moins fréquents, ce qui veut dire aussi que l’angle de vision diminue. Il arrive un moment où cet angle est trop faible pour percevoir ces croisements de photons, et que les photons perçus ne sont que des photons parallèles venant du centre de ce soleil très éloigné.
    ▬Cet autre concept de vision des objets lumineux est sans rapport avec les photons fatigués, mais donne aussi une explication pourquoi la lumière perçue est moindre plus les objets sont distants, car il arrive un moment où l’objet est tellement loin que l’on peut supposer que les croisement ne se font plus. Ce que nous voyons alors c’est la perception de rayons parallèles et ne venant pas forcément du centre. Cette façon de voir par croisements ou d’intersections pose d’autres questions intéressantes¦¦Est-ce que la proportion de photons émis par un objet lumineux venant en direction de son centre est-elle plus grande que les photons émis dans des direction plus tangentes à l’objet Ɂ Cette question semble curieuse, mais on est en droit de se demander si les photons émis épousent plus une direction opposée vers le noyau de l’étoile, ou si ces directions sont le fruit du hasard. Si la quantité de photons émis d’une étoile et perçue par un œil externe est plus grande en direction opposée partant vers le noyau de l’étoile, cela explique encore que plus nous nous éloignons d’une étoile, et moins nous voyons les photons émis des bords de l’étoile. Cela va donc dans le sens où l’orque nous voyons des objets lumineux très loin de nous, nous ne voyons que les rayons émis en direction du centre de cette étoile, et que nous ne voyons plus les rayons mis du bord de l’étoile.
    ▬Il est aussi une évidence que les poussières interstellaires stoppent des photons, réduisant du coup la perception de ces sources lumineuses, et ce même si ces photons sont réémis...
    ▬Vous¦¦[Je dirais plutôt que si nous voyons le ciel noir, c’est qu’une grande partie du ciel est dans le noir (les fameux trous), que le reste peut être occulté par des nuages de poussière mais qu’il reste un très grand nombre de sources lumineuses dont la lumière ne me parvient pas, soit qu’elles soient trop éloignées pour que leur date de naissance leur ait pas laissé le temps d’émettre jusqu’à moi (la vitesse de la lumière n’étant pas infinie) soit que l’éloignement de ces sources soit d’une telle vitesse que le décalage de fréquence rende leur perception difficile.]
    ▬Nous¦¦Dans la fin de votre phrase vous admettez qu’il puisse y avoir un décalage de fréquence de ces photons, ce qui rejoint cette notion de la lumière fatiguée par de grandes distances, et nous donnons même une solution possible qui est les collisions de photons entre eux.
    ▬Une autre façon de voir cette nuit plus éclairée, qui est donné par d’anciennes explications est de dupliquer notre soleil comme si ce dernier était une vraie référence et de placer ces duplications dans tout l’espace mais quand même rassemblé en galaxies. Cette façon de faire est totalement fausse, car les première étoiles de notre univers étaient complètement différentes de ce soleil référence, car d’une part plus grosses, plus massives et surtout leur durée de vie beaucoup plus courte que notre soleil. Il faut donc jouer aussi sur la durée de vie des étoiles qui a changer depuis les premières naissances et celles de nos jours. Ces étoiles qui se créer actuellement sont sans rapport avec les premières étoiles de notre univers. Il serait inconcevable de trouver des étoiles ressentes proche de notre présent comme celles des premières étoiles crées au début de notre univers. Ces anciennes étoiles ne vivaient que peu de temps, voici une note donné par Wikipédia [au plus quelques millions d’années, et aucune ne peut encore survivre de nos jours.] avec les mots de recherche "Étoile de population III". Donc rien qu’avec cette notion de vie courte d’étoile, on ne peut pas avoir un cumul constant de ces photons éclairant la nuit, car ces premières étoiles n’’existent plus, elles sont effacées‼‼ Il y a contradiction avec ce qui est dit par Wikipédia par rapport à cette phrase dans l’article [Dix milliards d’années peut être considéré comme la durée de vie typique d’une étoile. Quoique ce temps semble très long, il ne l’est pas en comparaison du million de milliard de milliard d’années qu’il faudrait d’existence des étoiles pour exister simultanément et remplir les vides… »]
    ▬Autre notion de réduction de photons lumineux, est soit disant cette expansion cosmologique, où soit disant l’espace grossit et entraîne par la même des étoiles et des galaxies à ne plus être visibles dans ce ciel de nuit noire. Comme déjà dit, nous ne croyons pas à cette expansion cosmologique, car il y a d’autres façons d’interpréter les spectres lumineux de ces objets les plus lointains.
    ▬En conclusion, il y a un certain nombre d’arguments pour dire que la nuit ne peut pas être éclairées fonction de toutes les étoiles de l’Univers, car la plus art des photons qui arrivent de l’espace, ont une fréquence non visible pour les êtres humains, et donc d’être près d’une étoile ou d’être très loin, ces mêmes photons deviennent différents, et on ne peut plus raisonner par duplications.
    ▬Les jumeaux JFP/Jean-François POULIQUEN

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    • Le décalage vers le rouge des photons sur de grandes distances astronomiques est certes un phénomène connu. Ce phénomène n’est pas produit par effet Doppler-Fizeau, mais est une conséquence de la dilatation de l’espace provoquée par l’expansion de l’univers. C’est un effet de relativité générale qui se comprend quantitativement en disant que l’expansion, en « allongeant » l’Univers, allonge aussi la longueur d’onde de tous les photons de l’Univers. La dilatation de l’espace a pour effet d’augmenter la longueur d’onde du rayonnement électromagnétique, et donc de diminuer son énergie, du fait de la relation de Planck-Einstein E = h . ν

      La question se pose donc de savoir dans quelle mesure le décalage vers le rouge cosmologique remet en question le principe général de conservation de l’énergie.

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  • Qu’est-ce que le paradoxe d’Olbers ou pourquoi la nuit est-elle noire ? 17 octobre 22:34, par JFP/Jean-François POULIQUEN.

    JFP¦¦17102019¦¦Pour être concis¦¦Condensé de résumé sur les causes de la nuit noire du paradoxe D’OLBERS¦¦
    ▬Les photons émis par les étoiles fatiguent sur de très grandes distances et perdent de l’énergie¦¦Lumière fatiguée où les fréquence de ces photons ont réduit et ne sont plus acceptées par notre vision.
    ▬La géométrie des directions des photons émis par rapport à leur source origine à une incidence sur la vision de ceux-ci¦¦ L’alignement par rapport au centre de l’astre, ou au contraire émission tangente à l’astre donnent des effets différents à notre vision. Nous supposons que les directions d’émissions de photons s’alignant plus ou moins avec le centre de l’astre, sont plus grandes en quantité, que les émissions de directions presque tangentes à l’astre, et cette disproportion, fait que l’on reçoit plus de photons en direction de son centre, que des autres directions, ainsi quand la source est très loin, les émissions tangentes à l’astre ne sont plus perçues.
    ▬La réception par paquets de photons à notre œil est une obligation pour déclencher notre vision, et si ces paquets de photons sont moins nombreux en nombre de photons, les déclenchements de la vue ne se réalisent pas, ainsi des photons dispersés ne réenclenchent pas notre vision, et on peut comprendre que les grandes distances de parcours de ces photons, puissent diluer les paquets origines de photons.
    ▬Les poussières interstellaires interceptent une partie de la lumière.
    ▬L’expansion cosmologique si elle est vraie, a aussi une incidence sur la perception des photons lointains.
    ▬Les jumeaux JFP/Jean-François POULIQUEN

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