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Aussi appelé « paradoxe de la nuit noire”, ce paradoxe conduit à se demander comme son nom l’indique pourquoi la nuit est noire. Il s’agit d’un paradoxe car il y aurait une contradiction apparente entre le fait que le ciel soit noir la nuit et l’hypothèse selon laquelle l’Univers est infini.
Voila pourquoi: si l’Univers est infini alors quelle que soit la direction dans laquelle nous regardons il devrait se trouver une étoile. Pour comprendre cette idée, il faut faire une analogie avec la forêt. Si vous vous trouvez au centre d’une forêt qui contient beaucoup d’arbres, où que vous regardiez autour de vous les troncs sont si proches que dans les interstices laissés par les plus proches vous voyez d’autres arbres un peu plus loin et ainsi de suite. De sorte que vous ne voyez que des arbres, pas de vide. Quelle que soit la direction de votre regard vous tombez sur un arbre. Vous ne pouvez pas voir au dela d’eux.
Pendant longtemps les astronomes ont pensé que l’analogie pouvait être faite avec les étoiles dans l’Univers. Quand il était encore considéré comme statique et infini il devait en aller des étoiles comme des arbres. Il devait y avoir partout des étoiles, proches ou lointaines, mais partout. Donc en regardant le ciel on ne devrait que des étoiles et non du vide à certains endroits. Or ce n’est pas le cas, d’où le paradoxe.
En 1826 l’astronome allemand Olbers propose de l’expliquer ainsi: dans le ciel la matière interstellaire absorbe le rayonnement des étoiles, d’où le noir. Une autre hypothèse fut émise: les étoiles sont groupées par galaxies donc elles laissent des trous libres pour le noir.
Aucune de ces deux explications n’est satisfaisante. Le véritable argument permettant d’expliquer le paradoxe d’Olbers est que l’Univers n’a pas un âge infini. Il a à peu près 13,7 milliards d’années. Ainsi la lumière qui ne peut aller plus vite que 300 000 km/s, n’a pu encore nous parvenir de tous les endroits de l’espace. Nous ne pouvons donc pas observer l’image ou la lumière des étoiles les plus éloignées.
Donc un grand nombre d’étoiles, de galaxies, n’éclairent pas notre ciel car elles sont trop loin. A ces endroits là nous voyons du noir et pensons qu’il n’y a rien dans cette direction.
La cosmologie moderne donne également une autre explication qui en réalité s’ajoute à la précédente. En raison de l’expansion de l’Univers, la lumière qui provient de lointaines galaxies n’est pas blanche. Elle est décalée vers le rouge. Ainsi, son spectre lumineux se décale progressivement vers des fréquences lumineuses que nous ne pouvons plus voir, des infrarouges.
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