Le Repaire des Sciences
Sciences Physiques et Chimiques

 

 

 

 

    

Pourquoi la nuit est-elle si peu étoilée ?

 

 

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L'essaim des Perséides de 2004

Alors que la voûte céleste est constellée de milliards et de milliards d'étoiles, la nuit, même "claire", nous paraît bien sombre. Seule une infime partie de leur lumière combinée nous parvient. Dès la naissance de l'astronomie moderne (au XVIIème siècle), les premiers théoriciens - de Johannes Kepler à Edmund Halley - sont intrigués par ce phénomène. Ce n'est qu'au début du XIXème siècle qu'il devient une question de science, bien connue sous le nom du paradoxe d'Olbers (astronome allemand, 1758-1840). Pour l'illustrer, l'analogie souvent utilisée consiste à comparer l'Univers à une forêt. Si cette forêt s'étend indéfiniment, il est inévitable que le champ de vision du promeneur soit obstrué par un tronc, quelle que soit la direction dans laquelle se porte le regard. Si les étoiles sont les troncs d'une forêt céleste, le ciel devrait donc être tapissé d'étoiles. Et la Terre ne pas connaître de nuit...

Visiblement : c'est dans cet adverbe que réside le fin mot de l'énigme. Et l'on doit à l'écrivain Edgar Allan Poe, qui se piquait de cosmologie, d'en avoir donné une première explication dans un texte, Eurêka, publié en 1848. A savoir que, la lumière se propageant à une vitesse finie depuis l'origine d'un Univers dont l'âge est lui aussi fini, nous ne pouvons percevoir la lumière que d'un nombre fini d'étoiles. Ainsi le fond de notre ciel n'est-il pas uniformément lumineux. Cette idée sera retranscrite un demi-siècle plus tard par le physicien anglais Lord Kelvin.

En fait, cette explication n'est que partiellement satisfaisante. La cosmologie moderne apporte une solution empreinte de Relativité générale. L'Univers étant en expansion, la lumière en provenance des objets éloignés est décalée vers le rouge ("redshift") - c'est une manifestation de l'effet Doppler, celui-là même (à peu près) qui fait qu'une sirène est plus grave ou plus aigue en fonction du déplacement du véhicule qui émet le son. Les objets sont donc visuellement moins lumineux qu'ils ne le seraient s'ils étaient immobiles. Ces objets éloignés sont donc particulièrement difficiles à observer...