Le paradoxe de la nuit noire.

Le paradoxe de la nuit noire, pourquoi la nuit est-elle noir malgré les millions d’étoiles qui projettent de la lumière?

Pourquoi la nuit est-elle noire? Supposons que l’espace soit infini et uniformément rempli d’astres (étoiles, galaxies). Quelle que soit la direction dans laquelle nous regardons, nous devrions trouver un astre plus ou moins éloigné sur notre ligne de visée. De ce fait le fond du ciel devrait ressembler à une voûte radieuse tapissée d’étoiles!! Nous devrions être éclairés de toutes parts par cette lumière qui serait comme un « immense soleil ».

Ce paradoxe est important, une théorie cosmologique qui ne saurait pas le résoudre serait invalide. Cependant, une théorie qui résout le paradoxe n’est pas forcément valide.

 

Selon le paradoxe de la nuit noire, il devrait y avoir une addition progressive des étoiles. Alors pourquoi la nuit est elle noire?

Alors pourquoi la nuit est-elle noire ?

Le soleil s’est couché, il n’y a plus de lumière, fin du problème? Et bien non, comme nous venons de le voir, nous devrions être constamment éclairé par tous ces astres. C’est ce qu’on appel le « paradoxe de la nuit noire ». Ce paradoxe a été formée pour la première fois par Johannes Kepler en 1610.

Pour le résoudre, Kepler avait supposé que l’univers était fini, borné par une voûte. Il en conclue que les étoiles seraient en trop petit nombre pour couvrir l’immense espace, qui constitue notre ciel. De ce fait comment y répondre, dans le cadre de la cosmologie moderne? Puisque, cette cosmologie moderne n’admet pas que l’espace puisse avoir un bord.

Un immense brouillard rendrait nos nuits noires ?

Une des explication consiste à considérer que le milieu cosmique n’est pas parfaitement transparent, de sorte que la lumière provenant des étoiles distantes est bloquée par ce milieu non-transparent (des étoiles non-lumineuses, de la poussière ou des gaz), de sorte qu’un observateur ne peut percevoir que la lumière provenant d’une distance finie (comme dans un brouillard). Cependant cette explication est incorrecte, car le milieu devrait s’échauffer en absorbant la lumière. En fin de compte, il se retrouverait aussi chaud et aussi lumineux que la surface d’une étoile, ce qui pose à nouveau le paradoxe.

La solution a été trouvée par Edgar Allan Poe en 1848.

 

Portrait d’Edgar Allan Poe peint par Samuel Stillman Osgood dans les années 1840

 

Sa conclusion part du principe que le noir de la nuit repose sur la « finitude du temps ». En effet, observer loin dans l’espace équivaut à observer le passé. Or on sait que les étoiles n’existent pas depuis 14 milliards d’années, et nous pouvons recevoir leur lumière, uniquement si celle-ci a eu le temps de nous atteindre. Il existe donc une frontière spatiale dans laquelle nous ne recevons pas de lumière. Fin du paradoxe, cependant…

 

Pourquoi ne sommes nous pas éclairés par le rayonnement fossile ?

 

Certes, selon les modèles de Big Bang, il y a environ 14 milliards d’années, l’univers tout entier était réduit à un plasma tellement chaud, que chacun de ses points était tout aussi lumineux que la surface du soleil. Ce rayonnement fossile aurait été émis 380 000 ans après le Big Bang. Or chaque direction de notre œil aboutit à un point de cet univers passé. De ce fait, en partant du même résonnement que Kepler, malgré cet autre phénomène pourquoi la nuit est-elle encore noire? Nous devrions être entourés par cette énorme « objet » brillant que fût l’univers primitif.

 

Cependant, Il n’y a pas de nouveau paradoxe, nous recevons bien sur cette lueur. Mais ce rayonnement est décalé vers les grandes longueurs d’onde. De plus ce rayonnement est fortement atténué. Ce vestige électromagnétique a été détecte pour la première fois en 1965 dans le domaine des micro-ondes. Il est aujourd’hui abondamment observé par les cosmologistes du monde entier. Il porte le nom de « fond diffus cosmologique« .

 

image du fond diffus cosmologique. Son observation apporte différentes hypothèses sur les premiers instants de l’univers

 

 

Explication du paradoxe de la nuit noire en vidéo. Hubert Reeves astrophysicien et vulgarisateur scientifique

 

Source: l’univers en 40 questions de Jean-Pierre Luminet. wikipedia

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