Parfois, des questions très simples peuvent conduire à des réflexions intenses. Et trouver la réponse peut prendre des siècles.
C'est le cas de la question "Pourquoi la nuit est-elle noire ? "
Pendant des siècles, cette question a chauffé les cerveaux les plus brillants.
La réponse à la question "pourquoi la nuit est-elle noire?" peut sembler évidente : le soleil est couché, donc on ne reçoit plus la lumière du soleil ! Point barre.
OK. Alors, imaginez que vous soyez au milieu d'une très grande forêt remplie d'arbres. La forêt est tellement dense que vous ne pouvez voir l'extérieur de la forêt; Dans chaque direction, vous ne voyez que des troncs.
C'est pareil avec les étoiles dans le ciel : si l'Univers est infini et peuplé d'étoiles, dans chaque direction, nous devrions recevoir la lumière de toutes ces étoiles et le ciel nocturne devrait briller de mille feux !
Mais ce n'est pas le cas : la nuit est noire. On se trouve donc devant un paradoxe, nommé le paradoxe d'Olbers depuis sa formulation par l'astronome Allemand Heinrich Olbers en 1826, mais qui, comme on va le voir, était déjà un sujet de réflexions depuis très longtemps !
Pour Aristote (384-322 avant JC), la Terre est au centre de l'Univers, le soleil et les planètes tournent autour de la terre, et les étoiles sont fixes, telle la tapisserie dans votre chambre, avec rien au delà. (Le géocentrisme). Cette théorie va tenir jusqu'au 16ème siècle !
Il faudra attendre la révolution de Copernic qui, courageusement, placera vers 1530 le soleil au centre, les planètes tournant autour (l'héliocentrisme) : du coup, l'Univers pourrait être infini ! Et s'il est infini, on devrait donc être littéralement inondé par la lumière des étoiles depuis toutes les directions !
Kepler propose alors vers 1615 que l'Univers n'est pas infini, même si ses travaux sur la trajectoire des astres, et ceux de Newton sur la gravitation, nécessitaient un Univers infini (sinon il s'effondrerait sur lui même!).
En 1744, le mathématicien Suisse Jean-Philippe Loys fait la première étude vraiment sérieuse du problème et estime que la lumière reçue des étoiles devrait être 180.000 fois plus forte que celle qui nous parvient du soleil !
C'est là que l'on retrouve notre Allemand Olbers qui formule en 1826 le paradoxe qui porte son nom, en proposant que si on ne reçoit pas la lumière des étoiles, c'est que quelque chose absorbe cette lumière, un peu comme quand il y a du brouillard !
Ce à quoi l'astronome britannique John Herschell rétorque rapidement que si quelque chose absorbait la lumière des étoiles, cette chose serait chauffée... et deviendrait brillante !
La solution est alors trouvée par le poète Edgar Allan Poe en 1848 (mais vite oubliée, car celui-ci n'est "qu'un poète") : si l'Univers a un âge fini, et que la lumière voyage à une vitesse finie, alors la lumière de toutes les étoiles n'a tout simplement pas eu le temps de nous parvenir !
L'anglais Kelvin confirme vers 1850 que les étoiles n'ont pas suffisamment de "carburant" pour vivre éternellement. Et elles n'ont donc pas toujours été là ! Il faudrait que les étoiles vivent des milliards de fois plus longtemps pour que la nuit ne soit pas noire !
Revenez, je n'ai pas fini ! En 1920, Edwin Hubble se rend compte que l'Univers est en expansion, que sa naissance remonte à "seulement" un peu plus de 13 milliards d'années : le "Big Bang".
En fait, si il fait noir la nuit, c'est parce que l'Univers est "jeune"! Si il avait été plus vieux, on pourrait recevoir la lumière des étoiles depuis toutes les directions, la lumière des étoiles éloignées aurait eu le temps de parvenir jusqu'à nous.
Le fait que la nuit soit noire est ainsi devenue une des nombreuses observations confirmant la théorie du Big Bang !
Ah oui, une dernière chose : L'Univers est devenu très lumineux environ 380.000 ans après le Big Bang (un battement de cil à l'échelle de temps de l'Univers). Ce rayonnement est encore visible de nos jours et est présent dans toutes les directions, mais il émet dans l'infrarouge, pas dans le visible. On l'appelle le rayonnement fossile, ou encore le fond diffus cosmologique. La nuit n'est donc pas complètement noire, mais elle rayonne dans l'infra-rouge, évidemment invisible à nos yeux.
D'ailleurs, il serait possible de voir le soleil de nuit si nos yeux étaient sensibles aux neutrinos. Ces particules émises par le soleil traversent la terre (et votre corps en ce moment même) sans aucun problème : les neutrinos n'ont aucune interaction avec la matière.
J'espère que vous ne verrez plus la nuit noire de la même façon. J'anticipe les questions "mais pourquoi chez moi il fait gris?" et je m'excuse d'avance pour votre météo !
Par contre à la question "Pourquoi la nuit est-elle orange en ville?", je propose une solution : éteignons les lampadaires !
Michel HAVEZ
Inspiré par les travaux d'Eric Lagadec,
Astrophysicien à l'Observatoire de la Côte d'Azur,
Président de la Société Française d'Astronomie et d'Astrophysique.
コメント