Pourquoi la nuit est noire?

Sobiesky · 28 mai 2018

"Francheu me répond que d'un point de vue photométrique c'est une abération. Bon ok :). Mais pareil : si Thalès ne convient pas exactement à la situation, ce qui compte c'est que la quantité de lumière reçue diminue fortement avec la distance. Et si la lumière diminue avec le carré de la distance (selon jgricourt) alors elle diminue encore plus vite que je le prétendais.".

J'aime beaucoup la question "Pourquoi le ciel est noir?". Je la prends souvent en exemple pour dire qu'il n'y a pas de question idiote car la réponse à celle-ci est tout sauf triviale.

Tu ne peux en fait pas te permettre la moindre approximation pour y répondre.

Par exemple,lorsque tu considères le fait que l'intensité de la lumière des étoiles diminuent avec l’éloignement de celles-ci. Ce n'est bien sur pas faux mais tu raisonnes en une dimension là ou il faut considérer la lumière venant de l'ensemble de l'espace.

Ainsi, en imaginant des étoiles de même intensité lumineuse, nous recevons des étoiles situées à 20 AL 4 fois moins de lumière que celles situées à 10AL mais....elles sont 4 fois plus nombreuses donc au bilan nous en recevons la même quantité de lumière.

L’éloignement n'est donc pas un problème car il est exactement compensé par le nombre croissant d’étoiles.

Modifié 28 mai 2018 par Sobiesky

bongibong · 28 mai 2018

Il y a 3 heures, Sobiesky a dit :

Ainsi, en imaginant des étoiles de même intensité lumineuse, nous recevons des étoiles situées à 20 AL 4 fois moins de lumière que celles situées à 10AL mais....elles sont 4 fois plus nombreuses donc au bilan nous en recevons la même quantité de lumière.

L’éloignement n'est donc pas un problème car il est exactement compensé par le nombre croissant d’étoiles.

Si tu considères une sphère 2 fois plus grandes en rayon, il y a 8 fois plus d'étoiles...

Sobiesky · 28 mai 2018

Il y a 1 heure, bongibong a dit :

Si tu considères une sphère 2 fois plus grandes en rayon, il y a 8 fois plus d'étoiles...

Dans le volume de la sphère oui, mais ici je compte les etoiles qui sont à sa surface, donc on élève au carré, pas au cube.

Desca · 28 mai 2018

Il y a 23 heures, jgricourt a dit :

Non tu n'a pas bien compris la notion d'infini il suffit de bien regarder la vidéo donnée par Solfra

Etant donnée que les atomes d'hydrogène et d'oxygènes sont tout deux dénombrable il existe une bijection pour passer de l'un à l'autre et donc se sont bien 2 mêmes infinis.

En effet, il faut que je regarde plusieur fois la vidéo de Solfra. L'intuition et la logique me disent vraiment qu'il y'a deux fois plus d'hydrogène que d'oxygène. Apparement c'est faux. Je vais devoir luitter un moment contre mon intution pour assimiler ça. J'ai besoin de temps pour que le chemin se fasse dans ma tête.

Citation

Reformules ta phrase car je ne l'a comprends pas du tout

"Et le repaporte « quantité de surface de la voute remplie par les taches e » divisée par « surface l ade la voute est exactement le même)". En effet, je fatiguais hier, il ya des fautes de frappes.
Je reformule:

le raport:" surface de la voûte" divisée par " surface totales des tâches projetées sur la voûte" reste inchangé quelque soit le rayon de la voûte céleste choisi arbitrairement.

C'est a dire que si je choisi une voûte de 100km de diamètre ou une voûte de 200 km de diamètre, elle seront recouvertes exactement selon la même proportion par les taches de lumières (projection des étoiles). Donc on peux choisie n'importe quel rayon de voûte pour suivre mon exposé.

Citation

Tu parles d'une image mais ce n'est pas ça du tout ça, c'est juste l'angle solide intercepté par ta sphère et lorsque la sphere est très éloignée cet angle tends à couvrir une demi sphère (mais pas totalement) et les rayons provenant des étoiles deviennent quasiment parallèles et nos instruments forment alors leur image au foyer. Cependant je ne vois rien de sensé ensuite dans ce que tu en déduis, fais des schémas ce sera plus parlant pour toi et peur être pour nous. De plus n'hésites pas à faire quelques calculs pour étayer tes dires.

Bon, je vais réfléchir à ça. J'ai présenté 2 schéma dans ma vidéo. As tu regarder ma vidéo? Je vais essayer de les coller ici si je gère l'outil du forum.

Citation

Je ne sais pas si tu as déjà assisté à un vrai cours de science mais celà ne se passe pas comme tu le dis contrairement à un cours d'histoire par exemple où tu es obligé de croire sur parole celui qui te dit que cela c'est passé comme ça et parfois c'est sujet à interprétation selon l'appartenance politique ou religieuse de l'enseignant

J'ai un bac scientifique et j'ai fait un an de deug A (maths physique). C'est loin . Ce que je voulais dire c'est que même si H.B. me donne une explication de la nuit noire, j'ai besoin d'en discuter. Ce n'est pas par plaisir de le contredire, mais pour éclairer des incompréhension de ma part. Surtout lorsqu'il annonce que "chaque fois que je regarde dans une direction, il y a une étoile dans mon viseur. Et c'est cet argument principale qu'il présente pour dire que si la lumière avait une vitesse infini, et si l'univers n'étais pas en expansion, alors la nuit serait blanche comme le jour.

Citation

N'importe quel résultat scientifique peut être redémontré à partir des hypothèses de départ, alors évidement un discours vulgarisateur comme celui de H.R. ne va pas te donner toutes les justifications et va te laisser sur ta faim c'est pour cela qu'il y a de bons ouvrages pour aller plus loin dans la comprehension des phénomènes physiques et parfois il faut repartir de la base pour arriver à comprendre des phénomènes plus complexes.

Oui, je vais avancer pas à pas pour ben comprendre le problème

Modifié 28 mai 2018 par Desca

Desca · 28 mai 2018

Il y a 10 heures, bongibong a dit :

Desca> il y a quelque chose que tu ne comprends pas très bien, mais l'argumentation se fait en 2 temps.

1) es-tu d'accord que l'intensité de la lumière diminue avec le carré de la la distance ?

Soit un corps éclairé par une bougie. Si l'on multiplie son éloignement par 2, l'intensité de la lumière diminue par 4. C'est exactement ça que ça veut dire.

Si on prend chaque étoile individuellement, plus on est loin, (pour une étoile disons standard) moins elle éclaire fort (diminuant avec le carré de la distance).

Je ne sais pas comment c'est calculé, mais ok je l'accepte . Continuons avec cette formule.

Citation

2) maintenant, imaginons que les étoiles soient réparties de manière homogène, si tu considères un volume d'univers donné (qui a un rayon caractéristique disons R), et bien il y a un certain nombre d'étoiles (c'est lié au volume, et ça augmente avec le cube du rayon considéré).

Bon... combinons 1) et 2) ensembles.

1) nous dit que l'intensité lumineuse diminue avec le carré de la distance.

2) nous dit que plus on considère un volume grand et plus le nombre d'étoiles augmente (avec le cube de la distance).

Donc si on écrit ça, l'intensité totale c'est :

I totale = I étoile individuelle x Nombre d'étoile

Pour un volume donné (de rayon R) ça s'écrit :

I(R) = I/R² x R^3 = IxR

C'est là que je vois un "hic".

"I étoile individuelle" = I/R² d'accord

mais "Nombre d'étoile" n'est pas égale à : R³

le nombre d'étoile est bien en rappporet avec R³, mais n'est pas égale à R³.

ce qui donne le résultat "I(R) = I/R² x R^³ = IxR" comme faux

Le volume d'une sphère est (4π/3) × R³ .

Donc plus la sphère est grande et plus il y a d'étoile.

Mais si on considère une sphère de R= une année lumière. Si elle contient 1000 étoiles ou si elle contiens 1 seule étoile, alors le nombre d'étoile rencontré en s'éloignant ne croit pas de la même manière.

Dans le cas de la concentration "1000 étoiles par sphère", le nombre d'étoiles rencontré en s'éloingant croit 1000 fois plus vite que les cas "concentration 1 étoile par sphère".

Donc, plus on séloigne du centre de la terre, et plus l'intensité lumineuse des étoiles décroit, ok.
Et en même temps, plus le nombre d'étoile rencontrée croit, ok. Mais ce nombre ne croit pas à la même vitesse selon si la contration d'étoile est forte ou si elle est faible. Et elle ne croit pas forcément assé vite pour compense la décroissance de l'intensité lumineuse.

Modifié 28 mai 2018 par Desca

Desca · 28 mai 2018

Voici le schéma que j'avais proposer pour parler de la projection centrale d'une étoile sur la voûte célèste.

jgricourt · 28 mai 2018

Ton schéma est joli mais cela ne se passe pas comme ça du tout, ce n'est pas la réalité physique. La lumière émise par une étoile est interceptée par toute la sphère que tu as matérialisée en bleu vue les distances en jeu.

image.png.6cc7a1d14ea6ff22aa86b7de2efacab2.png

Evidemment pour savoir ce qui est reçu localement sur terre il faut calculer l'éclairement et tenir compte de l'angle d'incidence (il fait plus froid vers les pôles non sans raison !)

Pour la concentration ... en fait le nombre d'étoiles dans le volume de ta sphère :

N = C x 4 x π/3 x R³ ou C = concentration d'étoiles (étoiles / m³)

Donc le nombre d'étoiles croit bien avec la distance au cube et bongibong a raison

Sobiesky · 28 mai 2018

il y a 49 minutes, Desca a dit :

Et en même temps, plus le nombre d'étoile rencontrée croit, ok. Mais ce nombre ne croit pas à la même vitesse selon si la contration d'étoile est forte ou si elle est faible. Et elle ne croit pas forcément assé vite pour compense la décroissance de l'intensité lumineuse.

Ce n'est pas une concentration d'etoiles dont il s'agit mais du nombre d'etoiles situé à une certaine distance. Et si l'on considère une distribution homogène dans l'univers (on prend des etoiles, mais on pourrait le faire avec des galaxies), alors plus tu augmentes la distance et plus tu augmentes le nombre d’étoiles située a cette distance. Et ce nombre augmente comme le carrée de la distance, exactement comme l'intensité reçue décroit avec le carrè de la distance.

Donc dans un univers infini , avec un nombre d’étoile infini qui vivent un temps infini, la luminosité du ciel devrait etre...infini! ....et elle ne l'est pas, car nos hypothèses sont incomplètes (expansion de l'univers, vitesse finie de la lumière,... ou fausse (les étoiles ont une durée de vie limitée), C'est cela le paradoxe d'Olbers

Modifié 28 mai 2018 par Sobiesky

Desca · 28 mai 2018

Il y a 9 heures, patrick60 a dit :

mais à l'instant T2, après expansion (vitesse d'expansion ?) il pourrait subsister une zone noire entre les allumettes pourtant restées en points fixes dans le volume de la pièce (l'idée des grain de raisins dans la pâte à cake...miam miam

L'univers n'est pas à volume fixe. Quand bien meme il le serait à volume fixe, il n'est pas homogène. Le raisonnement ne "tient pas".

Justement je fais abstraction de l'expansion. H.B. Annonce que la nuit est noire pour les raison:

-1/ la vitesse de la lumière n'est pas instantané

-2/ l'expansion de l'univers nous éloigne des étoile

J'announce qu'il y a une troisième raison important (la trop faible concentration d'étoiles dans l'univers)

Donc, je retire les deux premier facteur de H.B et imagine un univers sana expansion avec une vitesse de lumière instantané, afin de "tenter de démontrer " que même sans cela la nuit serait noir quand même. Donc, effectivement je retire l'expansion de l'univers.

Il y a 9 heures, patrick60 a dit :

Le raisonnement se base sur un milieu parfaitement homogène, ce qui n'est absolument pas le cas dans l'univers

Oui, encore une fois je simplifie les chose. Afin de m'interesser à la proposition 'la concentration des étoiles est trop faible"

Il y a 9 heures, patrick60 a dit :

mais vouloir débattre avec un astrophysicien confirmé est assez présomptueux à moins d'avoir de très solides connaissances dans le domaine et surtout de parfaitement définir un cadre de travail.

C'est un peu vrai. Mais c'est discutable . A visionner ses vidéo sur youtube, je me suis sentis comme un étudiant dans un amphithéâtre et j'ai eu envie de lever le doigt pour dire "Mr. je ne suis pas d'accord parceque... qu'en pensez vous?". Hubert Reeves est un vulgarisateur qui s'adresse au grand publique, qui manifeste un interet pour aller à la rencontre des gens. Il fait de nombreuses conférence publique et répond aux questions en directe. En plus d'un scientifique c'est un humaniste qui a soif de communication et de partage.
Lorsque vouss aller vers le grand publique, il est normale que le grand publique vienne à vous en retour non? C'est le revers de la médaille

Je ne me fait pas d'illusion quand à son hypotétique réponse, j'ai lancé une bouteille a la mer.

Il y a 9 heures, patrick60 a dit :

(euh...au passage, il y a plus simple pour avoir une dédicace: H. Reeve parcours régulièrement la France pour des conférences..tu le "chope" à la sortie )

En vrai je m'en fichais de la dédicace. La première fois où je l'ai vu en conférence à Genève, je n'ai pas fais la queue pour la dédicace. Cela m'intéressais assé peu. Ce qui m'intéressait c'était de lui remettre mon courrier. E la dédicace était un moyen de le lui remettre. Il l'a eu entre les main, avec une cle USB contenant la vidéo. Peut être qu'il l'a lu le soir en se disant "une n-ième preuve que je pousse les gens à réfléchir", et peut être que ça lui a fait plaisir. Mais peut être aussi que ça l'a gonflé en se disant "voila encore un fou qui se prend pour Einstein". C'est comme même un peu normale que les célébrités reçoivent du courrier de leur fan, non?

Toujours est il que tous cela m'amène aussi à vous, et que je comprend peu à peu le problème sous un autre angle .

jgricourt · 28 mai 2018

Oui H.R. adore partager avec le plus grand nombre les savoirs de l’astrophysique, une science un peu délaissée il faut l'avouer, surement parce-qu’elle ne produit rien de concret pour la société de consommation

J'ai déjà assisté a l'une de ses conférences et tout jeune étudiant que j'étais j'avais aussi été subjugué par sa capacité à captiver son auditoire, c'est un grand narrateur un peu à l'américaine, après tout le "Story Telling" ça vient de là bas

Pour revenir à ton problème je crois qu'il n'y pas que H.R. qui a autorité pour y répondre, il y a d'autres astrophysiciens qui sont en mesurent de te répondre et qui sont peut être même plus accessibles, et suit mon regard il y en a même ici dans ce forum et ils se feront un plaisir de te répondre en tout cas moi j'ai toujours plaisir à les lire.

olivdeso · 28 mai 2018

Il y a 2 heures, Desca a dit :

L'intuition et la logique me disent vraiment qu'il y'a deux fois plus d'hydrogène que d'oxygène. Apparement c'est faux. Je vais devoir luitter un moment contre mon intution pour assimiler ça. J'ai besoin de temps pour que le chemin se fasse dans ma tête.

Heu...dans l'eau oui, mais il n'y a pas que de l'eau dans l'univers et heureusement...Il y a surtout beaucoup d'hydrogène, un peu d'hélium et beaucoup moins d'autres trucs.

Et pour faire de l'oxygène à partir de l'hydrogène par fusion dans une étoile, il faut "un peu" plus que 2x plus d'hydrogène. Et pour faire du Fer encore plus

En plus la nuit n'est jamais complètement noire...

charpy · 28 mai 2018

je ne comprend pas comment on peut autant ~~en…~~ faire du mal aux mouches.

les étoiles proches éclairent plus. c'est évident à qui fait de l'astro

1 le soleil

2 Sirius et ses copines visibles à l'oeil nu qui sont la banlieue du système solaire

4 la voie lactée +/- ténue malgré les milliards d'étoiles

3 la galaxie d'andromède encore plus ténue bien qu'on voie plus d'étoiles que dans la voie lactée rassemblées dans une toute petite direction...

4 les galaxies de l'amas de la vierge encore bien visibles au télescope

5 le fin fond du cosmos… inaccessible à nos instruments

bref, plus c'est loin moins on reçoit de lumière, quelle que soit l'échelle à laquelle on regarde et le nombre d'étoiles regardées "en meme temps".

C'était pour rester dans "le fait historique" mais après pour le démontrer et aller au delà du constat faut passer par les maths… il n'y a pas trop le choix.

Edit concernant la densité et l'éloignement

Citation

L’éloignement n'est donc pas un problème car il est exactement compensé par le nombre croissant d’étoiles.

en effet il faut prendre en compte la densité moyenne en étoiles de l'univers et leur luminosité moyenne pour avoir une idée du bruit de fond global (en gros de deep field de hubble)

on se situe dans une zone particulièrement riche en étoiles, l'amas de la vierge, et dans une voie lactée encore plus densément peuplée en étoile (donc déjà visible à l'oeil nu de nuit) et très proche d'une étoile (pour le coup il fait jour).

effectivement il y a un bruit de fond lumineux global qui baigne tout l'univers et qui pourrait laisser penser qu'il devrait faire jour mais il est tellement faible qu'on a la nuit. avec des zones plus ou moins lumineuses selon la densité d'étoiles

Modifié 28 mai 2018 par charpy

teddelyon · 28 mai 2018

Ben oui Charpy a raison, pas besoin de se torturer la tête, le nombre d'étoiles ne compense tout simplement pas la perte d'éclat due à la distance du plus grand nombre d'entre elles, nous ne voyons bien que nos voisines les plus proches et les plus brillantes... une toute petite partie des étoiles de notre propre galaxie... c'est dire !

bongibong · 29 mai 2018

Il y a 15 heures, Sobiesky a dit :

Dans le volume de la sphère oui, mais ici je compte les etoiles qui sont à sa surface, donc on élève au carré, pas au cube.

En effet, quand on considère une coquille de rayon R, du fait de la distance, chaque étoile rayonne avec une intensité 1/R², mais il y a 4piR² fois plus d'étoiles, donc chaque coquille rayonne la même puissance.

En intégrant sur toutes les coquilles, on a une puissance infinie.

bongibong · 29 mai 2018

Il y a 14 heures, Desca a dit :

L'intuition et la logique me disent vraiment qu'il y'a deux fois plus d'hydrogène que d'oxygène. Apparement c'est faux. Je vais devoir luitter un moment contre mon intution pour assimiler ça. J'ai besoin de temps pour que le chemin se fasse dans ma tête.

Je ne comprends pas pourquoi tu en déduis cela... par la logique et sans observation.

Tu te bases sur une molécule... la molécule d'eau H2O pour en déduire un truc faux. C'est comme si je me basais sur une seule personne pour généraliser à toute la population.

Hydrogène, je lis 12.

Oxygène, je lis 9...

Je précise que c'est une échelle logarithmique. Donc ça veut dire 1000 fois plus d'hydrogène que d'oxygène...

bongibong · 29 mai 2018

Il y a 14 heures, Desca a dit :

Je ne sais pas comment c'est calculé, mais ok je l'accepte . Continuons avec cette formule.

C'est là que je vois un "hic".

"I étoile individuelle" = I/R² d'accord

mais "Nombre d'étoile" n'est pas égale à : R³

le nombre d'étoile est bien en rappporet avec R³, mais n'est pas égale à R³.

ce qui donne le résultat "I(R) = I/R² x R^³ = IxR" comme faux

Tu admets bien qu'elle est proportionnelle, peu importe le facteur devant, de toute façon ce rapport est constant quand on fait varier R. Ce qui importe c'est le R^3 (que tu mettes 4/3 pi ou autre chose c'est pareil).

Il y a 14 heures, Desca a dit :

Le volume d'une sphère est (4π/3) × R³ .

Donc plus la sphère est grande et plus il y a d'étoile.

Mais si on considère une sphère de R= une année lumière. Si elle contient 1000 étoiles ou si elle contiens 1 seule étoile, alors le nombre d'étoile rencontré en s'éloignant ne croit pas de la même manière.

Oh si justement...

1000 étoiles dans une sphère de 1 al / quand tu passes à une sphère 1000 fois plus grande en taille, le volume est multipliée par 1 milliard, et donc il y a un milliard fois plus d'étoiles (donc si tu veux mille milliards).

Avec 1 seule étoile dans une sphère de 1 al / / quand tu passes à une sphère 1000 fois plus grande en taille, le volume est multipliée par 1 milliard, et donc il y a un milliard fois plus d'étoiles (donc si tu veux un milliards d'étoiles).

Dans les deux cas, tu as multiplié la quantité initiale par un milliard. Donc ça croît de la même manière (c'est le même facteur).

Il y a 14 heures, Desca a dit :

Dans le cas de la concentration "1000 étoiles par sphère", le nombre d'étoiles rencontré en s'éloingant croit 1000 fois plus vite que les cas "concentration 1 étoile par sphère".

Donc, plus on séloigne du centre de la terre, et plus l'intensité lumineuse des étoiles décroit, ok.
Et en même temps, plus le nombre d'étoile rencontrée croit, ok. Mais ce nombre ne croit pas à la même vitesse selon si la contration d'étoile est forte ou si elle est faible. Et elle ne croit pas forcément assé vite pour compense la décroissance de l'intensité lumineuse.

Justement... le nombre d'étoile croît plus vite que leur éloignement fait décroître leur luminosité...

cf. l'histoire de la coquille dans un de mes messages précédents.

teddelyon · 29 mai 2018

Je vois déjà un biais dans le fait que les étoiles les plus proches occultent en partie les étoiles plus éloignées. Ainsi donc la quantité d'étoiles dont la lumière est susceptible de nous parvenir n'augmente pas dans les proportions supposées puisque plus nous nous éloignons plus grande est la probabilité que les étoiles soient masqués par celles situées plus près de nous. nous ne parlons même pas des nuages de poussières interstellaires.

Je pense aussi qu'il faut raisonner en luminosité surfacique sur chaque "coquille d'étoiles situées à n années lumières" comme pour les galaxies, ce qui devrait nous montrer que la quantité moyenne de lumière reçue de chaque "coquille d'espace" est finalement infiniment petite et de façon asymptotique proche de zéro.

Pour qu'il fasse jour, cela peut paraître trivial mais il faut une quantité de lumière telle que le soleil nous en délivre en fonction de sa distance, de sa luminosité intrinsèque et de la surface apparente de son disque. Là on n'est plus du tout sur les mêmes valeurs...

jgricourt · 29 mai 2018

il y a une heure, teddelyon a dit :

plus nous nous éloignons plus grande est la probabilité que les étoiles soient masqués par celles situées plus près de nous

OK je comprends ton argument teddelyon, les étoiles ne sont pas infiniment petites et selon leur dimension peuvent cacher d'autres étoiles qui sont derrières soit, mais étant donnée les grandes distances l'étoiles cela laisse de la marge pour qu'on soit quand même grillé instantanément ! Visuellement l'une des plus grosses étoiles est Bételgeuse avec une dimension angulaire de 50 milliarsec et il n'y a qu'une 20aine d'étoiles dont la dimension angulaire dépasse les 0.1 milliarcsec cela laisse pleins de "trous" pour que l'on soit la cible directe du rayonnement d'une quantité inimaginable (car infinie) d'étoiles et en s'éloignant on a vu que le nombre d'étoiles augmentait vraiment très vite. Non il n'y a que derrière un nuage de poussière (et encore il finirait par réemettre de la lumière) ou dans un gymnase que l'on serait vraiment à l'abris

il y a une heure, teddelyon a dit :

'il faut raisonner en luminosité surfacique sur chaque "coquille d'étoiles situées à n années lumières" comme pour les galaxies, ce qui devrait nous montrer que la quantité moyenne de lumière reçue de chaque "coquille d'espace" est finalement infiniment petite et de façon asymptotique proche de zéro.

Ce ne sont pas les coquilles qui rayonnent mais les étoiles qui sont dessus et lorsque la dimension de la coquille augmente effectivement le pinceau de lumière reçu de chaque étoiles devient de plus en plus fin (une fraction de l'énergie totale) mais la coquille en augmentant c'est aussi le nombre d'étoiles qui augmentent aussi et même considérablement et leur nombre compense totalement cette perte de flux. Cela suppose aussi une répartition homogène des étoiles car dans d'autres cas c'est moins trivial (voir le cas d'une répartition fractale par ex).

A lire : http://adsabs.harvard.edu/full/1990IAUS..139....3H

Sobiesky · 29 mai 2018

Pour le rapport H/O, et bien la nucleosynthèse c'est le vrai dada d'Hubert Reeves.

L'histoire d'une etoile qui en cache une autre est aussi presque un faux problème, car à l'équilibre thermodynamique, l’étoile qui cache l'autre reemettra la totalité de l'energie qu'elle a recu ( eventuellement plutot dans l'infra rouge, donc effectivement, on ne le verra alors pas)

Modifié 29 mai 2018 par Sobiesky

teddelyon · 29 mai 2018

Il y a 2 heures, jgricourt a dit :

Visuellement l'une des plus grosses étoiles est Bételgeuse avec une dimension angulaire de 50 milliarsec et il n'y a qu'une 20aine d'étoiles dont la dimension angulaire dépasse les 0.1 milliarcsec cela laisse pleins de "trous" pour que l'on soit la cible directe du rayonnement d'une quantité inimaginable (car infinie) d'étoiles

Si Bételgeuse ne nous "grille" pas, pourquoi les "trous" à côté d'elle le feraient-ils ?

Il y a 2 heures, jgricourt a dit :

en s'éloignant on a vu que le nombre d'étoiles augmentait vraiment très vite

Raisonnons simplement à l'échelle de la Voie Lactée déjà, ses 100 milliards de soleil devraient emplir notre ciel... or il n'en est rien, il faut même ne pas avoir trop de lampadaires près de soi pour deviner son coeur, qui est loin de nous éblouir...

Je pense qu'il y a quelque part, dans le "paradoxe" plusieurs approximations ou biais qui minimisent trop fortement la perte de lumière et maximisent le nombre d'étoiles, bref des raccourcis mathématiques qui font que le paradoxe n'en est pas un...

Jean-Baptiste_Paris · 29 mai 2018

Hello,

Très intéressante discussion !

En fait je comprends la difficulté qu'il y a à bien poser le problème si on n'a pas en tête la résolution en maths des limites et des indéterminations.

Si l'on considère un univers infini et sans expansion avec une lumière qui se propage instantanément (hypothèse de départ ici), et si l'on suppose en outre l'univers homogène et isotrope (histoire de "simplifier" les choses), on est bien d'accord sur le fait que :

1) le nombre d'étoiles x est infini ;

2) le flux f reçu de chaque étoile diminue en 1/r² et donc tend vers 0 pour les plus lointaines ;

On se retrouve donc en posant la question x.f avec une indétermination ∞ . 0 = ?

Sauf qu'on peut résoudre une indétermination dès lors qu'on peut factoriser ; et ici x peut se remplacer par r³

On a donc bien r³ . (1/r²) = R

Ensuite, il y a la remarque de Ted : on sous-estime la perte de lumière due aux obstacles sur le parcours (y compris les étoiles en avant-plan).

Est-ce que cela suffit à faire que le paradoxe n'en soit pas un ?

Dans cette hypothèse, on a vu que la quantité de lumière reçue varie en fonction de R. Donc avec r infini, la quantité de lumière reçue, et donc d'énergie, devrait être infinie. Il n'y aurait donc plus lieu dans ce cas de s'interroger sur la perte de luminosité engendrée par les obstacles, car il n'y aurait plus d'obstacles ! Avec une énergie infinie par unité d'espace, il n'y aurait même plus de formation d'étoiles possible.

Mais s'il n'y a plus de formation d'étoiles possibles, alors il n'y aurait plus de photons... donc on devrait se retrouver dans le noir quand même à la fin non ?

jb

Desca · 29 mai 2018

Il y a 22 heures, jgricourt a dit :

Ton schéma est joli mais cela ne se passe pas comme ça du tout, ce n'est pas la réalité physique. La lumière émise par une étoile est interceptée par toute la sphère que tu as matérialisée en bleu vue les distances en jeu.

Jgricourt :

Suite à ton schéma : oui oui, je suis bien d'accord et je comprend bien

L'étoile arrose entièrement la voûte céleste et non pas seulement la projection centrale que j'ai défini dans mon schéma précédent.

Toutefois, il faut bien différencier la « lumière perpendiculaire » de « la lumière oblique ». Voici ce nouveau schéma pour définir ces deux lumière :

Soit un observateur sur la terre « Robert », il reçoit de pleine face les rayons de lumière qui sont perpendiculaire à la tangente à la surface de la terre à l'endroit où il se trouve (il manque sur le schéma le rayon perpendiculaire qui passe exactement par Robert. Car je l'ai rajouté après). Et ces rayons perpendiculaire restituent plus d’énergie et de lumière à la surface de la terre (pour Robert) que les autres rayons « obliques ».

Les rayons obliques sont ceux qui ne sont pas perpendiculaire la tangent de la terre.

Comme tu le dis Jgricourt, l'énergie et la luminosité reçue par Robert dépend de l'angle d'incidence. C'est pour cela d’ailleurs qu'il fait plus froid aux pôles qu'à l'équateur.

Il faut faut donc convenir que la lumière perpendiculaire est nettement plus importante que la lumière oblique et noter la différence entre les deux.

La lumière perpendiculaire correspond précisément à la « projection centrale » que j'ai défini dans mon premier schéma. Alors mon exposé prenait compte de la lumière perpendiculaire en négligeant la lumière oblique jugée négligeable. A tord d’ailleurs, car même plus faibles, les rayons obliques ne sont pas négligeables par rapport aux rayons perpendiculaires.

Je me suis permis ne négliger les rayon obliques (à tord) pour la raison suivante :

lorsque je fixe le soleil de mes yeux, je ne peux le supporter plus d'une seconde sinon cela me brule les pupilles. Alors que si je regarde un peu a coté, je peux regarder le ciel bleu très longtemps. Et sur ce ciel bleu, ce sont les rayons oblique qui passent.

En y réfléchissant : pourquoi est ce que je voie ce ciel bleu à coté du soleil ? En fait les rayon obliques ne m’atteignent pas du tout. Je ne devrais pas les percevoir. Je devrais voir le soleil jaune, et juste à coté : du noir. Le soleil devrait éclairer le sol de la terre ainsi que chaque objet (Robert, les arbres, mon livre), mais il ne devrait pas éclairer « le vide du ciel ». Je devrais voir un ciel noir (le fond de l'espace) avec le soleil au milieu.

Mais le ciel n'est pas vide, il est rempli d'une atmosphère (mélange gazeux retenu par la gravitation), et c'est cette atmosphère que les rayons oblique du soleil illuminent pour que Robert le voie bleu.

D'ailleur si je vais sur la lune... ou plutot que je regarde les photos de Neil Amstrong qui y a été (car la Nasa à refusé ma prétention au poste d'astronaute :D) le ciel est noir, et pourtant la surface de la lune est éclairé d'eun autre frorme de « jour ».

Il me semble important de remarquer la présence de atmosphère, car c'est lui qui diffuse les rayons obliques pour rendre le ciel tout entier lumineux.

Si l'atmosphère peux diffuser la lumière du soleil ( oblique et perpendiculaire) sur toute la voûte, il peux en faire de même pour la lumière des étoiles .

Que pensez vous de cette importance de l’atmosphère dans la question du ciel noir ou blanc ?

Bon... je commence à bouger de ma position par rapport à la capacité de mon exposer à justifier une nuit noire en faisant abstraction de l'expansion de l'univers et de la vitesse non instantané de la lumière. Je lis toutes vos réponse,s je réfléchie, je doute et j'évolue dans ma compréhension du problème.

En revanche, je crois que tout mon exposer conserve finalement l’intérêt de réfuter l'hypothèse : « chaque fois que je regarde vers le ciel, je regarde en direction d'une étoile ».

Et je crois que c'est là le noeud de mon problème :

Hubert Reeves émet ces hypothèses en tout premier lieu :

- Hypothèse A : « Si je regarde dans une direction de l'espace, celui-ci étant infinie et rempli d'étoiles, je pointe nécessairement mon regard vers une étoile »

- Hypothèse B : «En conséquence de l'hypothèse A, la nuit devrait être blanche. Sauf avec l'explication de la vitesse fini de la lumière et l'expansion de l'univers »

Et c'est en recevant l'hypothèse A que dans ma tête un gros « non» s'est allumé. Et comme l'hypothèse B découle de l'hypothèse A, je me suis braqué en désaccord avec l'hypothèse B.

Ici,sur ce point, je reste en profond désaccord avec H.B. Sur le faite que la voûte céleste est entièrement coloriée d'étoiles en tout point. Si ma projection centrale avec Thalès ne tiens pas du tout la route pour justifier de la quantitée de lumière reçue sur la terre, elle l'est en revanche pour mesurer la taille des étoiles telles qu'on les perçoit sur la terre, et mon image du verre d'eau que l'on rempli avec une quantité de plus en plus faible sans ne jamais arriver à la remplir entièrement avec de l'eau reste vrai et se transporte parfaitement à la voûte céleste et la perception des étoiles qui s'y projettent . Sur ce point je n'arrive pas à bouger d'un poil et je crois que l'hypothèse A est fausse.

Cela dit, la déduction de l'hypothèse B est trop rapide, car je commence à comprendre que même si la voûte céleste n'est pas entièrement colorié d'étoile, la nuit pourrait être blanche (avec la diffusion des rayons obliques et la multiplications des étoiles) . Je ne suis pas ecore complètement convaincu, j'avance...

Bien le bonjour à Robert

Modifié 29 mai 2018 par Desca

Desca · 29 mai 2018

Il y a 21 heures, olivdeso a dit :

Heu...dans l'eau oui, mais il n'y a pas que de l'eau dans l'univers et heureusement...Il y a surtout beaucoup d'hydrogène, un peu d'hélium et beaucoup moins d'autres trucs.

Et pour faire de l'oxygène à partir de l'hydrogène par fusion dans une étoile, il faut "un peu" plus que 2x plus d'hydrogène. Et pour faire du Fer encore plus

En plus la nuit n'est jamais complètement noire...

Il y a 8 heures, bongibong a dit :

Je ne comprends pas pourquoi tu en déduis cela... par la logique et sans observation.

Tu te bases sur une molécule... la molécule d'eau H2O pour en déduire un truc faux. C'est comme si je me basais sur une seule personne pour généraliser à toute la population.

Je précise que c'est une échelle logarithmique. Donc ça veut dire 1000 fois plus d'hydrogène que d'oxygène...

Les amis, là on n'y est pas du tout.

Je faisais une "experience par la pensé" ou je simulait un univers remplie de H20.

Citaion:

"Faisons une expérience par la pensée :

Je considère un univers infini rempli uniquement de molécule d'eau (H2O).

- Combien il y a t il de molécule d'eau ? Réponse → l'infini

- Combien il y a t il d'atomes d'hydrogène ? Réponse → l'infini

- Combien il y a t il d'atomes d'oxygène ? Réponse → l'infini

- Au totale, il y a t il plus d'hydrogène ou d'oxygène ?

A mon sens il y a exactement 2 fois plus d'hydrogène que d'oxygène. Les 2 infinis ne se sont pas égaux. L'un est plus grand que l'autre. Qu'en penses tu ?"

Je sais bien qu'il n'y a pas que de l'eau dans l'univers

Desca · 29 mai 2018

Bongibong et out les autres:

merci pout tes calcules . Bon tout ça va vite, je n'ai pas le temps de tout assimilé. Il faut que je réfléchisse à tous ça.

Je vois que les opignions sont différentes , il n'y a donc pas que moi qui doute et la question n'est pas si simple.

Je continu de vous lire tous avec intéret.

Jean-Baptiste_Paris · 29 mai 2018

il y a 11 minutes, Desca a dit :

Soit un observateur sur la terre « Robert », il reçoit de pleine face les rayons de lumière qui sont perpendiculaire à la tangente à la surface de la terre à l'endroit où il se trouve (il manque sur le schéma le rayon perpendiculaire qui passe exactement par Robert. Car je l'ai rajouté après). Et ces rayons perpendiculaire restituent plus d’énergie et de lumière à la surface de la terre (pour Robert) que les autres rayons « obliques ».

Les rayons obliques sont ceux qui ne sont pas perpendiculaire la tangent de la terre. Comme tu le dis Jgricourt, l'énergie et la luminosité reçue par Robert dépend de l'angle d'incidence. C'est pour cela d’ailleurs qu'il fait plus froid aux pôles qu'à l'équateur.

Oui, enfin attention à ne pas confondre les notions d'inclinaison de la terre et la lumière incidente… ce qui explique la différence de température entre le pole et l'équateur, c'est surtout l'inclinaison de la terre et le fait que le flux lumineux est étendu sur une surface plus importante qu'à l'équateur...

il y a 12 minutes, Desca a dit :

et c'est cette atmosphère que les rayons oblique du soleil illuminent pour que Robert le voie bleu.

Non, c'est l'ensemble des rayons lumineux , pas seulement les rayons obliques… regarde le principe de la diffusion de Rayleigh.

Par ailleurs, même à la distance de la terre, on peut considérer le soleil à l'infini pour ce qui concerne le flux lumineux et son énergie.

il y a 13 minutes, Desca a dit :

D'ailleur si je vais sur la lune... ou plutot que je regarde les photos de Neil Amstrong qui y a été (car la Nasa à refusé ma prétention au poste d'astronaute :D) le ciel est noir, et pourtant la surface de la lune est éclairé d'eun autre frorme de « jour ».

D'une autre forme de jour ?? je ne vois pas...

il y a 13 minutes, Desca a dit :

Que pensez vous de cette importance de l’atmosphère dans la question du ciel noir ou blanc ?

Comme dit ci-dessus, c'est déjà négligeable pour le soleil… alors pour les étoiles lointaines encore plus !

il y a 13 minutes, Desca a dit :

Ici,sur ce point, je reste en profond désaccord avec H.B. Sur le faite que la voûte céleste est entièrement coloriée d'étoiles en tout point.

Pourtant, l'observation va plutôt dans le sens de ce que dit Hubert Reeves ; confère le Hubble Deep Field : sur un champ minuscule sur la voute céleste, on peut compter des millions de galaxies… tout dépend du temps de pose !

Et si c'est vrai dans un univers fini (au sens de "observable") c'est encore plus vrai dans un univers infini et sans expansion.

il y a 14 minutes, Desca a dit :

Si ma projection centrale avec Thalès ne tiens pas du tout la route pour justifier de la quantitée de lumière reçue sur la terre, elle l'est en revanche pour mesurer la taille des étoiles telles qu'on les perçoit sur la terre, et mon image du verre d'eau que l'on rempli avec une quantité de plus en plus faible sans ne jamais arriver à la remplir entièrement avec de l'eau reste vrai et se transporte parfaitement à la voûte céleste et la perception des étoiles qui s'y projettent .

Désolé, mais non… il n'y a aucune étoile dont on parvient à voir la surface optiquement. Les étoiles restent des "points" quelles que soient leur taille et leur distance.

Pour ton image du verre d'eau, je te conseille d'aller voir "le paradoxe de zénon" !

C'est la même chose avec un sprinteur qui essaie de rattraper une tortue…

Si tu raisonnes comme ça, tu dois conclure que tu ne peux jamais aller toucher le mur en face de toi

JB

jgricourt · 29 mai 2018

Desca les rayons obliquent ne le sont que parce que la Terre est ronde autrement même pour le Soleil les rayons sont bien parallèles vue depuis la Terre. Après j'ai complètement décroché de tes explications sur l'atmopshère, le jour de la lune etc ...

Très bien le paradoxe de Zénon suggéré par JB je rajouterai l'histoire de la fourmi qui avance sur un ruban élastique et qui simule l'avancée de la lumière dans un univers qui s'étire (résumé : la fourmi avance à la vitesse de 1cm/sec et le ruban s'étire de 1km/sec on montre que la fourmi arrivera quand même à destination !).

www.youtube.com/watch?v=pz1LFOt27jU

... et déjà discuté ici sur le sujet de la taille visible de l'univers:

Desca · 29 mai 2018

il y a 21 minutes, Jean-Baptiste_Paris a dit :

D'une autre forme de jour ?? je ne vois pas...

Le jour lunaire: "une autre forme de jour": c'est un jour où le ciel est noir. La li-une présente sa ce au soleil, donc le sol et les objet sont éclaié. On s'y vois toi et moi comme en plein jour terrestre. Et pourtant le ciel est noir avec quelque étoiles; C'est un "jour "diférent" que sur la terre.

il y a 21 minutes, Jean-Baptiste_Paris a dit :

Comme dit ci-dessus, c'est déjà négligeable pour le soleil… alors pour les étoiles lointaines encore plus !

Tu veux dire que mon hypothèse de l'atmosphère qui diffuse les rayons obliques est fausse. Alors qu'est ce qui explique qu'à coté du soleil je vois du bleu et non du noir? Le soleil devrait m'aparaitre comme un disque lomineux et derière lui le noir profond de l'unvivers? Non? D'où vient ce bleu alors? Le ciel de jour est il bleu aussi sur la lune?

il y a 21 minutes, Jean-Baptiste_Paris a dit :

Pourtant, l'observation va plutôt dans le sens de ce que dit Hubert Reeves ; confère le Hubble Deep Field : sur un champ minuscule sur la voute céleste, on peut compter des millions de galaxies… tout dépend du temps de pose !

Et si c'est vrai dans un univers fini (au sens de "observable") c'est encore plus vrai dans un univers infini et sans expansion.

Donc j'ai faux. Des millions de galaxie oui, mais ça ne veux pas dire partout en chaque point de la voût céleste.

Alors en chaque endroit observé, je regarde forcement vers une étoile? Impossible de passer sur un droite vide?

Bon...bon...bon... je vais y réfléchir un très long moment en relisant tous ces arguments. Il faut du temps pour bien assimilé tous ça

il y a 21 minutes, Jean-Baptiste_Paris a dit :

Désolé, mais non… il n'y a aucune étoile dont on parvient à voir la surface optiquement. Les étoiles restent des "points" quelles que soient leur taille et leur distance.

Un point c'est un tout petit disque non? Il a un diamètre tout de même? Seul les point mathématique et imaginaire n'ont pas de diamètre. Non?

il y a 21 minutes, Jean-Baptiste_Paris a dit :

Pour ton image du verre d'eau, je te conseille d'aller voir "le paradoxe de zénon" !

C'est la même chose avec un sprinteur qui essaie de rattraper une tortue…

Si tu raisonnes comme ça, tu dois conclure que tu ne peux jamais aller toucher le mur en face de toi

JB

Ok, je vais voire le paradoxe de Zénon

teddelyon · 29 mai 2018

amha, il faudrait raisonner à l'échelle de notre galaxie, qui est déjà un épineux paradoxe avec ses 100 milliards d'étoiles... avec tout cet afflux de rayonnement, on devrait déjà bien griller

Cela permet déjà de ne pas se compliquer la vie avec l'expansion...

Jean-Baptiste_Paris · 29 mai 2018

il y a 55 minutes, teddelyon a dit :

amha, il faudrait raisonner à l'échelle de notre galaxie, qui est déjà un épineux paradoxe avec ses 100 milliards d'étoiles... avec tout cet afflux de rayonnement, on devrait déjà bien griller

On fait le calcul ?

La puissance de rayonnement du soleil, c'est 3,84.10^26 W.

Disons qu'il y a 100 milliards d'étoiles équivalentes au soleil dans notre galaxie… c'est sans doute plus (le double, le triple, voire plus) mais le soleil est une étoile assez brillante, donc disons qu'à la louche ça compense

La galaxie rayonne donc par seconde 3,84.10^37W.

Le volume de la galaxie, c'est environ 3,3.10^58m3

Ca représente donc une énergie moyenne d'environ 10^-20 W.m3

Si l'on compare avec l'énergie reçue du soleil par la terre, 340W.m² ; ça reste négligeable non ?

jb

teddelyon · 29 mai 2018

Eh ben voilà, plus de paradoxe

Tu viens de balayer l'argument qui veut que le nombre d'étoiles compense leur éloignement... en terme d'énergie reçue ça ne tient pas...

On peut extrapoler à toutes les galaxies dans un volume d'univers (qui est lui même plus grand que la somme des volumes de toutes les galaxies), on prend un facteur 10^12 pour le nombre de galaxies sur un facteur de volume encore plus grand... et on aboutit au constat établi plus haut à l'échelle de notre galaxie...

conclusion : pour qu'il fasse jour il faut être relativement proche d'une étoile

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