Quand s'arrete le voyage de la lumière ?

[marcbarbat 157]

Je vais essayer d'être clair. Une étoile meurt. Tant que le dernier grain de lumière ne nous ai pas parvenu on voit cette étoile briller depuis la Terre. Mais si nous n'étions pas sur Terre mais on va dire 1 AL plus loin encore on verait cette étoile briller 1 année suplementaire et ainsi de suite. D'où ma question : Est ce que la lumière un fois partit de sa source voyage indefiniment à travers l'espace et le temps? Est ce que par exemple la lumière artificielle crée sur Terre et qui part dans l'espace voyage aussi indefiniment? Est ce que la lumière de ma lampe de poche que j'ai braqué sur le ciel à l'age de mes 8 ans poursuit son chemin actuellement?

[Joël Cambre 1]

Tiens ça m'intéresse aussi ça...
La lumière se "fatigue-t-elle" en somme?

[George Black 5 894]

Bonjour !

Pour répondre à la question.

Tout d'abord, il faut garder à l'esprit qu'une source de lumière est souvent ponctuelle.
Si une impulsion lumineuse (plus ou moins longue, entre une fraction de seconde et plusieurs jours ou années...) est émise depuis une source ponctuelle, cette impulsion va se propager de manière sphérique. Le rayon de cette sphère étant de plus en plus grand, l'énergie de l'impulsion est "diluée" sur une surface de plus en plus grande. Ainsi, avec le temps, la lumière se retrouve de plus en plus atténuée. Evidemment, cette tendance est asymptotique. L'intensité lumineuse tend vers zéro à l'infini.

Si la source n'est pas ponctuelle, une lampe torche par exemple, le problème est plus ou moins le même. Le faisceau lumineux diverge petit à petit, la lumière s'étale à la manière de la lumière issue d'une source ponctuelle.
Même pour un laser, il existe toujours une petite divergence du faisceau.

Enfin, il faut aussi voir que la lumière interagit avec son environnement, ce qui tend à "l'affaiblir" par absorption. Même dans l'espace, la lumière rencontre des particules de poussières, des gaz, etc... qui vont tendre à absorber de l'énergie de l'onde lumineuse laissant celle-ci moins intense.

A titre d'analogie, on pourra penser aux ondes à la surface de l'eau, lorsque l'on y jette un caillou, ou lorsque l'on y fait des "vagues" avec les mains.
Pensez alors jusqu'où les ondes peuvent se propager... On verra facilement la question de l'atténuation avec la distance (propagation en "cercle") et l'atténuation liée à l'interaction avec l'environnement (un bosquet de hautes herbes dans l'eau par exemple).

Théoriquement, la lumière pourrait se propager à l'infini... dans la pratique, il faut donc nuancer la chose...

Ainsi, pour ce qui est de capter une lumière d'origine lointaine, finalement, en dernier lieu, c'est la sensibilité de l'instrument d'observation qui sera importante, ainsi que la capacité à déjouer les effets du bruit de fond dans lequel ira se perdre le signal lumineux. C'est typiquement le genre de problèmes que l'on rencontre en astro.

Bonne journée,

Cordialement,

Tournesol.

[Ce message a été modifié par Tournesol (Édité le 02-11-2005).]

[astroperenoel 1]

Oui, c'est vrai, mais les points de vue divergent en fonction des personnes...

Par exemple, si on posait une telle question à Jeau Claude Pecker, il répondrait bien volontier que les photons se "fatiguent" à force de voyager dans le vide sidéral...

Une cause possible est de dire que même si l'on considère un photon qui n'aura aucun obstacle devant lui subira l'expanssion de l'Univers.
Aussi, sa géodésique (sa route) se trouvera étirée et donc le photon sera tout naturellement étiré lui aussi comme un serpentin. Il vera donc sa longueur d'onde s'agrandire et passera rapidement du bleu au rouge par exemple...

Un peu à la manière du rayonnement du fond cosmologique, si il n'est qu'à 3°K aujourd'hui c'est à cause de l'expansion de l'Univers qui a dilaté cette énergie qui à l'origine était hautement énergétique, des milliards de °K !

aïe, ça brûle...

Donc, de ce point de vue, les photons ne sont pas éternels et imuables...

[marcbarbat 157]

Mais finalement , vous étes daccord ?
L'explication de Tournesol m'avait convaincu et juste derriere Astropernoel dit "oui mais...".
Comment ce fait il qu'il ne puisse pas avoir une seule explication à ce problème. C'est de la physique pourtant!

[François Emond 3]

??????????????

[jeanlg 2]

Cela dépend du référentiel de l'observateur qui te décris le phénomène physique surtout en ce qui concerne les ondes (la lumière) ou les corpuscules (la lumière) ou l'énergie (la lumière) ou...

jeanlg

[astroperenoel 1]

Attention, Tournesol (professeur Tournesol ?)dit que le photon se fatigue car il peut rencontrer des obstacle, moi je dis que même sans obstacles, il se fatigue. Car l'Univers s'étends et que le photon va en quelques sorte subir cette expansion...
Mais, c'est vrai que c'est une affaire de point de vue.
Pour lui-même, le photon ne sentira rien, mais un observateur fixe constatera cette perte d'énergie...
Nous y voilà les deux pieds dedans : la relativité !!!

[astrovicking 902]

Je ne suis pas un grand physicien, mais pour moi un photon, s'il n'est pas arrèté par un obstacle n'a aucune raison de ne pas continuer son petit bonhomme de chemin...sans se fatiguer (du moins dans les échelles de temps que nous connaissons, dans 100 ou1000 milliards d'annèes qui sait?)
La "fatigue" de la lumière avait été invoquée un temps, par certains, pour expliquer le redschift très important des quasars mais il me semble que cette théorie à fait long-feu et que se décalage s'explique par leur éloignement dans l'espace et le temps par rapport à l'expansion de l'Univers.
De ta torche électrique, un bon nombre des photons émis alors, continuent de voyager et ne sont, encore aujourd'hui, qu'au tout premiers instants de leur voyage...

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 03-11-2005).]

[bricodob300 580]

D'après moi, si pas d'obstacle, jamais. Mais bon, je ne peux pas être sûr

[Gordon 0]

Ben non, il se 'fatigue' en quelque sorte...vu que le photon n'est que la modalité particule de l'onde lumineuse, et cette onde c'est une vibration dans - ou de - l'espace-temps, espace-temps en expansion, donc comme le signale pertinemment Astroperenoel, la vibration s'allonge, le photon (énergie proportionnelle à la fréquence, inversement proportionnelle à la longueur d'onde) perd son énergie, se décale vers le rouge comme on dit....
Cela dit, le temps ne s'écoule pas pour le photon, donc lui il ne se rend compte de rien, jeune et guilleret pour toujours....

[Ce message a été modifié par Gordon (Édité le 06-11-2005).]

[astrovicking 902]

c'est aussi un peu ce que je disait par rapport au redshift des quasar...mais pour moi elle ne se "fatigue" pas ,c'est l'Univers entier qui par son expanssion se transforme autour et avec elle... Je trouve le terme de "fatigue" pas très approprié dailleur comme tu le dis au sujet du photon:
"Cela dit, le temps ne s'écoule pas pour le photon, donc lui il ne se rend compte de rien, jeune et guilleret pour toujours...."

Mais la question de début portait sur le voyage de la lumière...même malgrés le décalage, elle continue son parcour dans le vide à "c" tant quelle n'est pas arrètée, et la lumière des lampadaires et les projecteur de boite de nuit n'a pas fini de se balader dans l'Univers....

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 06-11-2005).]

[debricon 2]

Ah bon, j'avais pourtant cru comprendre que le décalage vers le rouge des galaxies était dû à leur grandes distances et vitesses d'éloignement, et que la théorie de la fatigue du photon avait été développée par des astrophysiciens qui contestent la théorie de l'expansion de l'univers. Cette théorie de la fatigue des photons expliquant pour eux le décalage vers le rouge observé.

[astroperenoel 1]

Ha, ce cher Gordon, lui aussi un être exquis....

En fait, je ne suis pas trop partisant de cette théorie du photon fatigué, mais plutôt de l'expansion de l'Univers.
Comme on est aux limites de l'exercice de pensée, on peut subodorer telle ou telle argumentation, mais sans certitudes...
Ce qui me chagrine le plus est l'incompatibilité de la théorie en vogue (Big Bang et expention) avec la constante de structure fine.
Une sorte d'équation qui mèlent le redshift à certaines grandeurs physique.
Or cette incompatibilité va en faveur de la théorie du photon fatigué, puisqu'il subsiste un défaut de grandeur, qui pourrait être expliqué par le défaut d'énergie d'un photon qui se "fatigue" à voyager toujours selon sa géodésique, et que c'est en fait cette géodésique qui subit l'étirement".
Celà est très bien imagé sur un serpentin en papier que l'on tirer des deux bouts...
Ce qui pourrait alors aussi amener à une question qui tue : l'Univers s'étend t-il uniformément ?

Il y a presque autant de représentation de l'Univers qu'il n'y a de physiciens.
Donc pour M. Pecker, je crois qu'il est plutôt d'avis du "photon fatigué". Mais pour M. Luminet, c'est la géométrien même de l'Univers qui est responsable des effets d'observations.
Quid alors de la Realité ?
Si ce n'est que l'Univers nous semble intelligible, est-il interprétable ?
Ca me fait un peu penser au Système solaire de Ptolémée et ces sphères contenant elles-aussi des sphères pour expliquer par exemple la rétrodynamique des planètes internes. Peut-être nous fourvoyons-nous dans des théories sur l'expention, le redshift et le voyage de la lumière qui sont une interprétation parmis d'autres mais pas une certitude, conséquence d'une mise à l'épreuve impossible jusqu'alors...

[Octans 0]

Astrovicking a raison !!

La lumiere visible pour l'oeil humain est en même temps, une onde electromagnetique dont la couleur est determinee par sa longueur d'onde situées entre celle du violet, la plus petite (0,4 micromètre) et celle du rouge, la plus longue (0,7 micromètre),et une particule , le photon .

Le photon dans le vide et hors de toute influence se deplace dans la vide a 300000 km/s , c'est la constante c.

Mais le photon a une masse ,il est donc sujet a la gravitation , c'est la constante G et non pas g , une étoile tres massive attire les photons , elle change leurs trajectoires, elle courbe la lumiere .

Une etoile super massive , comme un trou noir , qui esl le point ultime de concentration gravitationelle aspire toute la lumiere qu'elle emet , et meme celle qui passse a proximite , c'est pour ca que c'est un trou noir !!( c'est con , mais c'est ça !!)

Donc un photon emis dans l'espace , peu changer de trajectoire des milliers de fois dans l'univers et ce pratiquement eternellement tant qu'il ne tombe pas dans un trou noir , dans l'oeil d'un astronome ou sur les fesses d'un nudiste sur une plage du midi !!

Ce qui crer le decalage vers le rouge ou le violet de la lumiere c'est pas la vitesse du photon , c'est le changement de la frequence de la longueur d'onde par effet Doppler- Fizeau .

Dans l'absolu , un photon peut exister sans etre visible , s'il est porteur d'une onde qui oscille a une frequence autre que celles de la lumiere visible .

Tout ça c'etait pour faire simple !!

Le coté moins simple ,c'est cette sale manie qu'a le photon a d'etre en meme temps une particule matérielle et une onde immatérielle.

Et encore moins simple, et plus vicieux, ce sacré photon, peut se trouver a deux endroits differents de l'univers en même temps !! ( Quand il est en mode ondulatoire )

Mais bon !! Tout ça c'est relatif , comme disait Albert !!

[Ce message a été modifié par Octans (Édité le 06-11-2005).]

[anaxagore 0]

En résumé, on n'en sait rien.
Il faudrait interviewer un photon.

[astroperenoel 1]

Octans :
Le photon n'est ni une particule ni une onde !!!

Le photon n'a pas de masse !!! Pour être plus exact celle-ci est inférieure à 10.E42...

Pour le reste le photon suit sa géodésique ! Si celle-ci fait face à un trou noir, il lui reste à prier pour que sa trajectoire ne passe pas le mur de l'horizon...

[Ce message a été modifié par astroperenoel (Édité le 06-11-2005).]

[François Emond 3]

[astroperenoel 1]

Pour compéter mon propos, je dirais que le photon est comme un cylindre.
Il est tantôt vu par la tranche, c'est un rectangle.
Et tantôt par dessus, c'est un cercle.
Mais un cylindre n'est ni un cercle ni un rectangle, pas plus qu' un cercle "et" un rectangle, c'est autrechose...

[Fïx 0]

Je me suis toujours demandé: Est-ce qu'un jour les scientifiques se sont demandé si par hasard, la lumière ne serait pas similaire au son?

Je m'explique: le son est une onde qui se propage par l'intermédiaire des molécules d'air, qui sont alors considérées comme des particules.
Par analogie, on pourrait comparer les photons au molécules de l'air, et l'onde lumineuse à l'onde sonore. Ce qui permettrait alors de dire que la lumière est bien une onde qui peut être considérée non pas comme 1 particule, mais comme la propagation de cette onde d'une particule à une autre par collision. Mais comme c'est quantique, nous, bênets d'humain, ne voyons ça que comme le déplacement d'une particule (oui, je sais, c'est super foireux, et manque d'explications, mais je fais vite, je suis pas un spécialiste de méca Q).

En gros, ça rejoindrait la théorie de l'ether. Personnellement, je crois pas pas trop à mon explication, mais je la trouve bien sympa quand même, ça simplifie drôlement le casse-tête.

[jeanlg 2]

Est-ce que la lumière subit une dégradation d'une manière endogène (pour des raisons qui lui sont propre) ou exogène (extérieur à elle-même)?

Une expérience, pourtant facile, répondrai à cette question !
Pendant quelques secondes envoyer un rayon laser sur l’un des miroirs installé sur la Lune, que ce brin de lumière, en retour passe sur un autre miroir terrestre et renvoyé sur celui de la lune qui en retour le renvoi sur un autre miroir terrestre et ainsi de suite pendant un laps de temps pour avoir 1 année lumière ou plus , on verra bien si il y a une altération d’une manière ou d’une autre, non ?

jeanlg

[dg2 2 042]

Il y aura surtout absorbtion par les réflexions successives des miroirs. Le mieux que l'on sache faire, c'est une centaines de réflexions. Après le faisceau perd trop d'intensité et se dégrade du fait des imperfections de surface du miroir. C'est la limite actuelle des détecteurs d'ondes gravitationnelles : les bras du détecteur font quelques kilomètres de long, le faisceau laser étant réfléchi une centaine de fois, pour un trajet réel de quelques centaines de kilomètres.

[astroperenoel 1]

Oui DG2. Et les mirroirs sont quasi-parfaits au mieux à L/200 RMS !!!

Mais l'idée d'un cheminement comme proposé n'a aucun intérêt car faut quand même le dire pour ceux qui ne le savait pas : le photon qui frappe un mirroir est absorbé et ensuite réémis, c'est ni plus ni moins un jeu d'énergie avec les électrons de la couche la plus externe des atomes d'argent ou d'alu (enfin la couche mince réfléchissante)qui sont une tantôt exité, donc il gagne un étage de potentiel, tantôt se désexitent, en perdant ce potentiel acquis.
Là, il s'agit de transfert d'énergie et pas la composante matérielle d'un photon qui pareil à une balle frappe une surface et rebondit avec tout ou partie de son énergie.
Dans ce cas, il conviendrait d'utiliser un trou nour, d'y envoyer un photon qui parcourerai indéfiniement sa surface, en somme à la limite du rayon de non-retour pour ne pas intervenir sur lui le temps de l'expérience
On le laisse faire sa ronde infinie et on le prélève sur une surface sur laquelle il communiquera son potentiel d'énergie, on compare sa longueur d'onde originelle et celle prélevée, et on est fixé sur le vieillissement ou non du photon.
Mais ça ne nous dit rien sur les effets d'expansion de l'Univers sur la fatigue du photon, juste savoir si son énergie est vraiment éternelle...
Reste plus qu'à faire l'expérience... Faciel à dire, hein ?