Vendredi 28 juillet 2017 à 18:37

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    Lorsqu’on est en vacances au bord de la mer, on vous pose des questions saugrenues, très terre à terre : Pourquoi la mer est elle bleue, pourquoi le ciel est il bleu, pourquoi le ciel est il noir la nuit ???
    Ce n’est pas toujours s simple que cela d’y répondre.

Pourquoi la mer est elle bleue ?

     Effectivement l’eau est transparente, alors pourquoi celle de la mer est elle bleue ? Il y a plusieurs raisons :
    D’abord le reflet du ciel dans la mer : quand il fait beau la mer est bleue; quand le ciel est gris, la mer est vert-gris; les vagues rajoutent de petits moutons blancs dus au vent.
    Mais une autre raison, en fait plus importante,  est due au soleil qui diffuse une lumière blanche, en réalité composée de tout un spectre de couleurs c’est à dire de photons d’énergies diverses, les plus énergiques étant ceux qui correspondent au violet et au bleu).
    L’eau de la mer ne réagit pas de la même façon à tous le photons : elle va davantage absorber les photons de moindre énergie, c’est à dire les rouges, jaunes, oranges et elle absorbera moins les photons correspondant au bleu.
Ceux-ci seront donc davantage réfléchis ou diffusés, et donc ce n’est pas l’eau qui est bleue, mais la lumière qui est diffusée et réfléchie par sa surface.
    Plus l’eau est profonde, plus la mer est bleue, car ce sont les seuls photons peu absorbés.
    Mais comment expliquer que la mer puisse être gris-vert, par temps moins beau. En fait l’agitation due au vent et à la tempête perturbe la réflexion et la diffusion des photons et des matières diverses sont « remuées » et mises en suspension.
    Par ailleurs si l’eau est calme et très transparente, la couleur du fond proche peut influer sur la couleur apparente de l’eau, le sable la faisant paraître gris-jaune, des algues pouvant donner l’impression d’une eau verte, voire rouge due à des microorganismes dinoflagellés ou turquoise, due à certains phytoplanctons. Les photons bleus sont alors absorbés et c’est la chlorophylle qui donnera la couleur verte.
    Vu des satellites, c’est l’océan profond qui prédomine est compte tenu de la grade surface des océans la terre est « la planète bleue ».

Pourquoi le ciel est il bleu ?

    La encore l’air est invisible et transparent et donc le ciel bleu est encore un effet d’optique dû à la lumière solaire.
    Celle-ci est diffusée par les molécules d’azote et d’oxygène, qui sont très petites par comparaison à la longueur d’onde de la lumière diffusée. (je rappelle que la longueur d’onde associée à une lumière est inversement proportionnelle à l’énergie des photos correspondants).
    Or d’après la loi de Rayleigh, la diffusion est inversement proportionnelle à la  longueur d’onde à la puissance 4, c’est à dire proportionnelle à l’énergie à la puissance 4 des photons.
    La diffusion des photons rouges, orange, jaune est très faible vis à de celle des photons bleus plus énergétiques et donc la mer paraît bleue.

Pourquoi le ciel de nuit est il noir ?

    On pourrait croire que vu les milliards d’étoiles, le ciel devrait être lumineux la nuit. Pourtant il n’en n’est rien, il est noir piqueté des points brillants que constituent les étoiles, et cela à longtemps intrigué les scientifiques, notamment Kepler ou Halley aux 17ème et 18ème siècles.
    Une première raison est due à l’énorme éloignement des étoiles, c’est à dire aux dimensions de l’univers.
    Une étoile lointaine émet dans toutes le directions et plus elle est éloignée, plus la proportion de lumière qui atteint la terre est faible, infime par rapport à celle qui nous vient du soleil. (le flux lumineux décroit comme le carré de la distance).
    Par ailleurs les étoiles ont une certaine durée de vie et certaines ont donc disparu.
    La vitesse de la lumière est finie (300 000 km/s), et donc il est possible que la lumière de nombreuses étoiles ne nous soit pas encore parvenue, tout dépend de la distance à laquelle elles sont et de la date de leur création.
    Ainsi, le noir que nous observons sur le fond cosmique est rempli d’étoiles dont la lumière n’a pas atteint la Terre, ou ne l’atteint plus…

    De plus l’univers n’est pas infini : il est né, selon la théorie du « big bang », il y a environ 13 milliards d’années et donc on ne peut rien voir au delà de 13 milliards d’années-lumière de distance, puisque au delà de cette distance aucune lumière n’était émise. Toutefois l’univers est en expansion, de telle sorte que ses limites sont plus importantes que cette distance et on suppose qu’il atteint environ 80 milliards d’années-lumière (8 X10 puissance 23 km).
    Néanmoins, même très grand, le nombre d’étoiles est donc limité et la lumière qu’elles émettent aussi.
   
    On a toujours des difficulté à se représenter cet univers, car ce n’est pas possible en trois dimensions, dans notre espace euclidien), mais il faut utiliser un espace plus complexe , celui de la relativité générale, où le temps est aussi une dimension,. On peut dans un tel espace où l’on peut continuer son chemin sans jamais rencontrer d'obstacle ou de point d'arrêt et que l'on peut explorer dans leur totalité en un temps fini, en se retrouvant au point de départ et donc cette univers ne présente pas de limite, comme le fait une sphère dans l’espace euclidien.

    De plus en raison de cette expansion de l’univers, la lumière subit l’effet Döppler du fait de la composition des deux vitesses. La lumière en provenance des étoiles est ainsi décalée vers le rouge, ce qui a permis de confirmer les théories d’expansion de l’univers, mais diminue également la lumière perceptible émise par celles-ci.

    On voit que contrairement aux raison simples qui expliquent le bleu du ciel et de la mer, la couleur noire du ciel la nuit est un phénomène très complexe.
Par coldtroll le Dimanche 30 juillet 2017 à 18:04
Le ciel est bleu aussi car nous ne sommes pas équipés pour le voir dans sa "vraie" couleur. Notre œil manque un peu de sensibilité, il parait qu'en fait le ciel tire légèrement vers le violet
Par jazz le Mercredi 2 août 2017 à 16:49
un musical bonjour Jean-pierre
un beau ciel bleu , un bel horizon marin ,un tout qui fait du bien

en ce 2 aout , mon blog fête ses 9 ans
bien amicalement et A+ du troubadour Emmanuel
Par autresrimes le Vendredi 4 août 2017 à 11:18
un poétique coucou
A+ du troubadour Emmanuel
 

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