Où est l’énigme
Imagine une forêt infinie. Où que tu regardes, ton regard finirait tôt ou tard par rencontrer un tronc: plus les arbres seraient loin, plus ils sembleraient petits, mais ils seraient aussi plus nombreux. Un mur continu de troncs serait inévitable.
Il en irait de même avec un Univers infini et éternel. Les étoiles lointaines seraient plus faibles, mais leur nombre augmenterait plus vite que leur éclat ne diminuerait. En additionnant tout, on obtiendrait un ciel uniformément lumineux et éclatant. La nuit, nous voyons exactement l’inverse, ce qui demande une explication.
Le ciel est sombre parce que les étoiles lointaines sont trop faibles et que la poussière entre elles absorbe leur lumière.
Leur faible luminosité est compensée par leur nombre, et la poussière ne résout rien: après avoir absorbé de la lumière pendant des siècles, elle se serait réchauffée et brillerait elle-même. Cette objection a été formulée avant même l’apparition de la cosmologie moderne.
La réponse se trouve dans le temps
L’Univers a un âge, et la lumière ne se propage pas instantanément. Cela signifie que nous ne voyons que la partie dont la lumière a eu le temps de nous parvenir. Il existe des étoiles plus lointaines, mais leur image ne nous est pas encore parvenue.
L’obscurité du ciel nocturne est la conséquence directe du fait que l’Univers a eu un commencement. Sinon, tout le ciel brillerait.
L’expansion joue également un rôle. La lumière des sources très lointaines s’étire en chemin et se décale vers des longueurs d’onde invisibles à l’œil humain. Une partie du rayonnement de l’Univers primordial nous parvient effectivement de toutes les directions, mais pas sous forme de lumière: sous forme d’un faible rayonnement radio.
Le résultat est magnifique: le ciel brille bien uniformément dans toutes les directions, comme le prédisait le paradoxe. Nous détectons simplement cette lueur avec des instruments plutôt qu’avec nos yeux, et elle s’est refroidie jusqu’à quelques degrés au-dessus du zéro absolu.
Pourquoi cette question compte
On se posait cette question des siècles avant l’apparition de télescopes assez puissants pour l’étudier, et elle montrait que quelque chose clochait dans l’image d’un Univers éternel et immuable. Une observation accessible à n’importe qui la nuit est devenue un argument en faveur d’un commencement de l’Univers.
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Sources
- Cette question est connue sous le nom de paradoxe d’Olbers et fait l’objet de discussions depuis le XVIIe siècle. L’explication moderne repose sur l’âge fini de l’Univers observable et sur le décalage vers le rouge des rayonnements lointains