D'où vient qu'il fait nuit, la nuit ?
Je vous propose que nous fassions un voyage au bout de la nuit.
Il ne s'agit pas là de relire le célèbre
et magnifique roman de Louis Ferdinand
Céline Le Voyage au bout de la nuit,
mais de tenter de répondre à une question en apparence naïve,
mais qui a tourmenté les savants pendant presque quatre siècles.
Cette question est la suivante : d'où vient qu'il fait nuit, la nuit ?
Vous allez me dire en quoi c'est un paradoxe ? C'est une sorte d'évidence,
depuis toujours, plus précisément depuis la nuit des temps,
nous voyons bien le soir après le coucher du soleil, que le fond du ciel s'assombrit
entre des étoiles qui scintillent.
Qu'est ce qu'il y a d'anormal à cela ?
En quoi cette constatation relèverait-elle du paradoxe ?
Eh bien en fait, si il y a un paradoxe, car si on fait un raisonnement assez simple,
si je suppose que l'univers est infini et qu'il est uniformément peuplé d'étoiles,
la lumière des unes s'ajoutant à la lumière des autres,
la lumière totale dans le ciel devrait être infinie, il devrait faire donc jour, de jour comme de nuit,
c'est-à-dire 24 heures sur 24.
Or ça n'est pas ce que nous constatons.
Le premier qui a repéré ce paradoxe
c'est le grand astronome Kepler,
qui a repris l'argument que je viens d'énoncer et qui en a conclu que l'univers
ne pouvait être que fini, parce que s'il était  infini, pour la raison que j'ai dite,
il ferait jour la nuit. Un peu plus
tard un autre astronome très connu,
qui s'appelle Halley, célèbre pour la comète qui porte son nom,
a repris l'argument de Kepler en faisant des calculs et il a montré qu'en effet si l'univers est infini,
alors la lumière contenue dans le
ciel devrait elle aussi être infinie.
Évidemment, et c'est ce que montre son
calcul : les étoiles qui sont les plus loin,
sont moins lumineuses que les
étoiles les plus proches à cause de leur éloignement.
Mais comme elles sont beaucoup plus nombreuses, elles contribuent autant que les étoiles proches.
En 1743, un jeune astronome suisse qui s'appelle Jean-Philippe Loys de Cheseaux fait des calculs,
et va simplement compléter le raisonnement
en supposant que dans
l'univers il y a un milieu opaque qui est partout présent,
et qui absorbe la
lumière des étoiles les plus lointaines.
De sorte que cette lumière émise par
l'arrière-plan de l'univers ne contribue pas
à la lumière que nous percevons. Au
début du XVIIIe siècle, un médecin allemand
passionné d'astronomie, qui
s'appelle Heinrich Olbers va faire une capitale.
Il remarque que quand
nous regardons dans une certaine direction du ciel,
quelle que soit cette
direction, en principe notre regard va finir par buter
sur la surface d'une
étoile. Et donc le ciel tel qui nous apparaît,
devrait être pavé d'étoiles,
pavé de soleil. Et donc avec ce raisonnement,
la question de savoir si
l'univers est fini ou infini, peu importe,
puisque finalement notre vue est bornée,
elle est limitée par un rempart d'étoiles,
qui contribuent à la lumière que
nous percevons et cette lumière
est suffisante pour que de jour comme 
de nuit, il fasse jour.
Et donc la question est : d'où
vient qu'il fait nuit, la nuit quand nous sommes privés de la lumière du soleil ?
Chose incroyable, le premier élément de réponse à ce paradoxe va être fourni par la poésie.
En effet, en 1848
Edgar Poe publié un livre intitulé :
"Eurêka", qui sera traduit par Charles
Baudelaire. Un livre pas du tout scientifique,
plutôt de poésie, un livre métaphysique, un peu délirant
mais au détour d'un paragraphe, Edgard Poe explique que les étoiles les plus lointaines
émettent une lumière, il parle
"d'effluves électriques" qui ne nous parviennent pas
parce qu'elles n'ont pas
eu le temps de nous parvenir.
Autrement dit, la vitesse de la lumière
étant finie, il lui faut un certain temps  pour nous parvenir.
Cet argument de Poe sera repris par un physicien anglais qui s'appelle Lord
Kelvin
qui va expliquer que, en effet, la vitesse de la lumière n'étant pas infinie,
la lumière des étoiles les plus lointaines n'a pas eu le temps de nous parvenir,
de sorte que ces étoiles nous sont
invisibles, et ne contribuent donc pas
pour nous à la luminosité du ciel.
Au XXe siècle, on va faire des découvertes évidemment
capitales, on va comprendre que
les étoiles émettent de la lumière grâce aux réactions thermonucléaires qu'elles abritent en leur sein.
et du coup on comprend que les étoiles n'ont pas toujours été là, elles ont un âge elles sont apparues à certains moments,
et puis elles vont mourir quand elles ont auront épuisé leur combustible nucléaire.
Et quand on met tous ces ingrédients
ensemble, dans le cadre de la cosmologie classique,
celle du début du
XXe siècle, qui considère que l'univers est infini
et qu'il est statique, eh bien
on résout le paradoxe. Le ciel est noir la nuit,
premièrement parce que la lumière prend son temps pour nous parvenir.
Et deuxièmement, parce que les étoiles ont un âge fini.
Mais en 1915, il se produit une révolution : Albert Einstein publie une nouvelle théorie de la gravitation,
qui s'appelle "la Théorie de la relativité générale" qui change complètement son statut.
Et un peu plus tard, des astronomes 
dans les années 1930
découvrent que l'univers est en expansion, ce qui se comprend bien dans le cadre
justement, de la théorie d'Einstein, c'est-à-dire que la distance entre deux points de l'espace
ne cesse d'augmenter, et cette dilatation; cette expansion de l'univers
produit un effet qui s'appelle
"l'effet Doppler" qui fait que la lumière
des étoiles, qui sont les plus lointaines,
se décale vers le rouge.
Et pour nous ces étoiles sont donc moins
lumineuses. Et donc au XXe siècle
l'explication du paradoxe de l'année noire, tient en trois points :
la vitesse de la lumière est finie, les étoiles ont un âge fini, tout comme l'univers
et l'univers est en expansion,
quand on met tout ça ensemble,
on résout le problème de la nuit noire. Et donc l'été quand vous verrez le ciel étoilé
dans son obscurité, vous devrez vous rappeler que ces trois ingrédients
contribuent au spectacle
magnifique que vous observez.
Maintenant, nuance il n'est pas tout à fait vrai que
le ciel nocturne soit tout à fait noir.
Je m'explique, en 1964 on découvre dans
l'univers un rayonnement partout présent
qui ne s'éteint jamais. Ce rayonnement
s'appelle le rayonnement fossile
on l'appelle aussi "le fond diffus
cosmologique". D'où vient-il ?
Dans les 400 mille premières années 
de l'univers,
la densité de matière était tellement
forte que la lumière ne pouvait pas
se propager librement, et puis tout d'un
coup au bout de 400 mille ans,
elle a pu se libérer de la matière et se propager librement dans l'espace.
À cette époque, sa température était
de 4000 degrés, aujourd'hui
sa température est beaucoup plus basse, elle est seulement de quelques degrés Kelvin,
de sorte que ce rayonnement a une
longueur d'onde qui est très grande.
Autrement dit et une fréquence qui est
très basse de sorte que notre œil
n'est pas capable de la percevoir et donc si le ciel nous apparaît noir plutôt que brillant,
c'est parce que notre œil est
incapable de percevoir cette lumière résiduelle.
Autrement dit, ce sont nos
yeux qui assombrissent le ciel nocturne.
Alors pour mieux le comprendre, je vous
propose que nous revenions à notre petite connaissance du latin.
En latin, il y a deux mots différents pour désigner le noir,
le premier mot c'est ater. Ater désigne 
le noir mat, le noir éteint.
C'est un mot péjoratif, il a donné par
exemple en France l'adjectif atroce
ou encore adjectif atrabilaire. Et puis un
autre mot qui désigne le noir brillant,
ce mot c'est niger, qui est un mot positif
il n'y a qu'à voir d'ailleurs ce que veut dire
dénigrer. Dénigrer c'est retirer l'éclat
d'un argument ou d'une personne,
niger c'est vraiment le noir brillant. Alors on pourrait dire, en conclusion, que nos yeux
qui ne voient pas le "fond diffus
cosmologique",
qui est partout présent dans le ciel, ont
dénigré la nuit, lui ont retiré son éclat.
Alors que les astronomes qui ont repéré
ce rayonnement l'on re-nigré,
c'est-à-dire qu'ils lui ont redonné son
éclat en le dé-dénigrant.
En conclusion, je reprendrai ces mots de
René Barjavel l'auteur de La nuit des temps, qui disait :
"La nuit n'est nuit que
pour nous, ce sont nos yeux
qui sont obscures."
Je vous laisse réfléchir là-dessus.
