Lumiere-Physique | Dr. Goulu

Comment comprendre d'où vient l'origine de l'onde lumineuse et corpusculaire avant le big-bang ?

Thu, 02 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Je ne sais pas de quoi vous parlez.

Le correspond à un état de l’Univers extraordinairement dense et chaud.

Il était si dense et chaud qu’il n’y avait pas de “lumière” : les photons avaient une telle énergie qu’il n’étaient pas dans le spectre visible mais dans les +++ et interagissaient entre eux en ayant aucun espace pour se propager. L’Univers était opaque pendant ses 380'000 premières années. Ce que nous observons de plus ancien avec nos télescopes est le qui date de cette époque, et nous ne pourrons pas observer de lumière datant d’avant.

Quand aux “corpuscules”, j’imagine que vous voulez dire “particules”, on ne sait pas s’il y en avait. Selon le , il n’y en avait pas. Les quarks et électrons sont apparus après le premier milliardième de milliardième de milliardième de seconde, peut-être par les interactions “photons-photons”.

Il n’y a donc pas d’ “onde” datant du Big Bang.

Quand à “avant le Big Bang”, rien ne dit qu’il y avait un “avant” (cf les autres questions/réponses à ce sujet)

Notes de bas de page

En roulant à 100km/h avec les feux allumés, la lumière que je produis dépasse-t-elle donc la vitesse de la lumière de 100km/h ?

Mon, 30 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le bruit de votre klaxon se propage à la vitesse du son. Ca ne vous étonne pas parce que le klaxon fait vibrer l’air tout proche, qui fait vibrer l’air un peu plus loin etc. : la vitesse du son ne dépend que des caractéristiques de l’air.

C’est idem pour la lumière : vos phares font vibrer le champ électromagnétique proche, qui fait vibrer le champ électromagnétique un peu plus loin etc.

La vitesse de la lumière ne dépend que des caractéristiques du champ électromagnétique, dans l’air dans le cas précis.

Que verrait-t-on à l’œil nu sur terre si une étoile venait à exploser en supernova en pleine nuit ?

Mon, 23 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

On verrait simplement l’étoile devenir beaucoup plus lumineuse. La luminosité (ou “magnitude”) dépend surtout de la distance de la supernova. En , une supernova distante de 7100 année lumière a été visible pendant deux ans. Elle était aussi lumineuse qu’un quartier de Lune. La supernova de était visible en plein jour, aussi lumineuse que Jupiter ou Venus. Elle était à 6500 années lumière.

Quand pétera, ça fera un sacré feu d’artifice. A 650 années-lumière seulement, elle sera probablement plus lumineuse que la Lune.

Il n’y a heureusement pas de candidat supernova trop près, parce qu’à moins de 100 années-lumière l’onde de choc de la supernova ferait des dégâts sur Terre…

Comment la matière noire a-t-elle été écartée en tant que cause possible de la lumière décalée vers le rouge ?

Mon, 02 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le décalage vers le rouge décale tout le spectre : toutes les raies d’émission et d’absorption d’une source sont décalées du même facteur, ce qui est cohérent avec un effet doppler.

L’ cause effectivement un rougissement, mais en atténuant les hautes fréquences (bleu), ce qui est différent. De plus ce rougissement est cohérent avec la quantité de gaz “normal” dans l’espace, pas avec la matière noire.

D’autre part, si la lumière était par le milieu interstellaire, matière noire comprise, on verrait des “arcs en ciel” dans les lentilles gravitationnelles, et ce n’est pas le cas.

Donc voilà pourquoi la matière noire n’a jamais été considérée comme une alternative à l’expansion de l’univers pour expliquer le décalage vers le rouge.

En physique plus une chose est chaude plus elle est de couleur bleue, pourquoi le Soleil n’est pas de cette couleur ?

Fri, 01 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Une réponse serait de dire qu’il n’est pas assez chaud. Sa surface est à 5500°C environ alors que Sirius est à 9700°C et d’autres étoiles sont encore plus chaudes et bleues.

L’autre réponse est de dire que notre perception des couleurs est alignée par l’évolution au spectre de notre étoile. Comme nous appelons “jaune” le rayonnement correspondant au maximum de son spectre et qui est au milieu approximatf de notre perception visuelle, nous appelons “bleu” la lumière de plus haute fréquence.

Un habitant d’une planète de Sirius trouverait probablement aussi son étoile “jaune” et la notre “rouge” dans son vocabulaire.

Si la lune était lumineuse et le soleil éteint combien de temps durerait un jour terrestre ?

Thu, 10 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

24 heures de 60 minutes de 60 secondes aussi, mais la définition de ces unités serait différente.

La Terre tourne sur elle même en 23 h 56 min 4,1 s et pas 24 heures, ça c’est le temps qu’il faut pour tourner 1/365 ème de tour de plus pour que le même méridien se retrouve face au Soleil.

Comme la Lune tourne autour de la Terre en 27.3 jours, il faut ajouter 1/27.3 jour au

Alpha dit que ça fait 24 heures, 48 minutes et 49 secondes.

Y a-t-il une limite à la longueur d'onde de la lumière ?

Tue, 27 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

On donne en général les valeurs de longueur d’onde de 400 à 700 nanomètres (nm), des valeurs simples à retenir, allant jusqu’à une sensibilité de moins de 1 % du maximum. Les tables photométriques vont de 360 à 830 nm ; les longueurs d’onde inférieures à 450 nm se perçoivent comme des couleurs bleu-violet profond très peu différentes de teinte, mais de plus en plus sombres, tandis que toutes les longueurs d’onde supérieures à 630 nm donnent, de même, la même impression visuelle rouge, si on en augmente suffisamment l’intensité.

Dans le futur, puisque plus d'étoiles seront visibles, la nuit sera-t-elle éclairée ?

Thu, 22 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Désolé de vous décevoir, mais il n’y aura pas plus d’étoiles visibles, plutôt moins.

En raison de l’expansion de l’Univers, les galaxies et étoiles situées au delà du ne seront jamais visibles. Et en raison de l’ , les objets proches du rayon de Hubble vont progressivement sortir de notre Univers Observable.

Le prévoit que :

D’ici 8x10^11(800 milliards) d’années, la luminosité des différentes galaxies, jusqu’alors approximativement similaire aux galaxies actuelles grâce à l’augmentation de la luminosité des étoiles restantes qui vieillissent, commenceront à diminuer, avec le début de la mort des étoiles naines rouges les moins massives comme des naines blanches

D’ici 2×10^12 (2 trillions) d’années, toutes les galaxies hors du seront du fait que même les qu’elles émettent seront plus grands que la taille de l’ du temps. Par conséquent, ces galaxies ne seront plus détectables par aucun moyen

Comment connaissons-nous l'existence de la lumière non visible si nous ne pouvons pas la voir ?

Sun, 07 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Excellente question.

En 1800 , eut l’idée bizarre de placer des thermomètres sur l’ “arc en ciel” de la lumière du soleil réfractée par un prisme. Il s’aperçut que le thermomètre placé après le rouge, dans la zone où aucune lumière n’était visible, chauffait aussi. Et même beaucoup, ce qui lui fit baptiser cette lumière invisible “rayons calorifiques”. Mais il fallut encore du temps pour qu’on considère que les étaient de la lumière.

(Petite expérience sympa à faire en classe: )

La a eu lieu l’année suivante, en 1801 quand fit la même expérience avec un papier imbibé de qui noircit à la lumière (ce qui permettra de faire des films photographiques) et s’aperçoit que le papier noircit dans la partie invisible à côté du bleu. Il nomme ces rayons invisible “rayonnement oxydant” à cause de leur effet sur des molécules chimiques.

Dès 1830, montre que les infrarouges se comportent exactement comme la lumière et fait de même pour les ultraviolets en 1842.

Aujourd’hui on sait que la lumière visible ne couvre qu’une toute petite partie du qui va des ondes radio de très basse fréquence jusqu’aux rayons gamma:

En fait ce sont les yeux des êtres vivants qui se sont développés pour capter le rayonnement émis avec la plus forte puissance par notre étoile, avec quelques variations, certains animaux “voyant” l’infrarouge proche, et d’autre les ultraviolets.

Qu'est-ce qui empêche la lumière d'aller plus vite ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Parce que la vitesse de la lumière est infinie (pour celui qui se déplace).

Grâce au lorsqu’un objet se déplace à 84% de c, le temps est comprimé de 1.85% pour un observateur situé sur l’objet, ce qui fait qu’il parcourt 300'000 km en une seconde de son . En accélérant encore plus, il ira plus vite que la lumière dans son référentiel, et il peut accélérer indéfiniment, jusqu’à une vitesse infinie dans son référentiel s’il disposait d’une énergie infinie…

… Ou d’une masse nulle. Dans son référentiel, un photon traverse tout l’univers en un temps nul.

En quoi le fait que cette vitesse infinie corresponde à une limite finie pour un observateur “au repos” est-il un problème pour vous ?

sur mon blog

Est ce qu’un faisceau de lumière émit de manière tangentielle à l’horizon d’un trou noir va poursuivre son chemin en s’éloignant ou va t’il boucler sur lui même ?

Wed, 03 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tangentiellement à l’horizon des événements, la lumière tombe dans le trou. Sur l’horizon, c’est la vitesse perpendiculaire qui doit valoir c…

La lumière va orbiter le trou noir seulement sur la située à 1.5 pour un trou qui ne tourne pas.

Pour un qui tourne, il y a deux sphères de photons sur lesquelles les photons peuvent orbiter. J’ai trouvé cette jolie animation sur en anglais :

Pourquoi le ciel n’est pas uniformément illuminé la nuit ?

Mon, 01 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca s’appelle le , et c’est une preuve indirecte du Big Bang et de l’expansion de l’Univers.

En effet, si l’Univers était infini, éternel et statique, le ciel nocturne serait uniformément blanc d’une infinité d’étoiles. Mais:

si l’Univers n’est pas infini, il n’y a pas une infinité d’étoiles. Et en effet, l’ est fini.
si l’Univers n’est pas éternel, alors la lumière des étoiles très distantes n’a pas eu le temps de nous parvenir. C’est justement le cas de toutes les étoiles à l’extérieur de l’Univers observable
si l’Univers est en expansion, cette lumière ne nous parviendra jamais. C’est le cas.

Pourquoi la nuit est-elle noire ?

Tue, 28 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le est une contradiction entre le fait que le ciel est noir la nuit et l’hypothèse que l’Univers est statique, éternel et infini.

Comme la nuit est noire, on sait que l’un au moins des 3 conditions est fausse. Aujourd’hui:

on sait que l’univers n’est pas statique mais en expansion
qu’il n’est pas éternel (du moins les étoiles)
mais on ne sait pas s’il est infini ou fini mais très grand, mais ça ne change rien car l’ est clairement fini en raison de 1+2.

On a 3 sur 3 conditions fausses : le “Paradoxe d’Olbers” n’est donc pas un paradoxe mais une “preuve” du Big Bang par l’absurde.

Un trou noir peut-il être fabriqué uniquement à partir de lumière ?

Thu, 18 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca dépend de ce que signifie “peut”.

Dans l’Univers actuel, non. Aucun processus physique ne concentre assez d’énergie dans une volume suffisamment petit pour que la masse équivalente m=E/c^2 soit suffisante pour créer un trou noir. Parce que rappelez-vous : un trou noir est formé par la gravitation autour d’une énorme masse très concentrée.

Sur le papier, si on arrivait à produire une en concentrant une dans un volume de Planck, donc en atteignant la , alors on pourrait …

Pourquoi la lumière est-elle si lente à l'échelle de l'Univers ? Ne peut-on pas concevoir « autre chose » ?

Tue, 09 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La vitesse de la lumière est un cas particulier de la constante universelle c qui lie l’espace et le temps. Pour un photon ou autre particule se propageant à c, il n’y a pas de temps propre, donc pour lui, c’est une vitesse infinie.

Concevoir “autre chose” comme les , c’est modifier complètement la relation entre le temps et l’espace, et donc la causalité (apparente dirait ) qui fait que nous pouvons exister. Concevoir ceci est une chose, le démontrer expérimentalement en est une autre …

Voir

La lumière avance-t-elle tout droit à l'infini ?

Mon, 08 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tout droit dans un espace courbé par les masses, mais oui.

image © Alain Riazuelo /IAP janvier 2008 La voûte céleste telle que la verrait un observateur situé près d’un hypothétique trou noir devant le centre de notre galaxie. À cause de la déflexion de la lumière passant près du trou noir, l’image de la Voie lactée n’est plus rectiligne, et les principales constellations sont très déformées. Une image secondaire de toute la voûte céleste se trouve enroulée dans un cercle à proximité immédiate de la silhouette du trou noir.

L'œil humain peut-il voir un seul photon ?

Wed, 03 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Presque. Les cellules de la rétine envoient un signal quand elles reçoivent un seul photon, mais notre cerveau “filtre” cette information qui correspond à un bruit de fond. On ne perçoit vraiment un point lumineux que si au moins 3 photons atteignent la même cellule, mais une expérience a montré que des gens plongés 40 minutes dans le noir perçoivent l’arrivée d’un seul photon de façon statistiquement significative sans vraiment le “voir”.

source : , 2016, Nature

Existe-t-il un laser blanc ?

Tue, 02 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non, pas possible. Un émet par définition de la lumière monochromatique, à une seule longueur d’onde. Le blanc étant produit par la combinaison de nombreuses longueur d’onde, il faudrait combiner au moins 3 lasers (rouge, vert, bleu) pour produire une lumière blanche. Je découvre que ça a déjà été fait

Au passage, il existe plusieurs lasers “noirs” : on ne voit pas ceux émettant dans l’infrarouge ou l’ultraviolet ;-)

Notes de bas de page