« Mesurer tout ce qui est mesurable et rendre
Galileo Gallilei
mesurable ce qui ne l’est pas encore… »
Le spectre du rayonnement qu’il déverse dans l’espace est immense. Il est composé de photons vibrant à diverses fréquences depuis les plus lentes, celles des ondes radios, jusqu’à celles, immensément élevées, des rayons gammas.
Seule une partie restreinte de ces fréquences parvient jusqu’à nous. Nos yeux n’en perçoivent, en fait, qu’une infime portion.
C’est cela que nous appelons la lumière.
Sa réalité, poétique, enchanteresse et fantastique, fabrique la beauté miraculeuse de tout ce qui nous entoure et nous emmène vers une double lecture des couleurs… Ce bouquet de roses, rouges, cette ondoyante et verte prairie, ces yeux qui sont les vôtres… bleus, noisette, verts ?
En fait, rien n’a de couleur !
Tout, en revanche, capte la lumière du soleil, ou d’une autre source, en retient une partie et renvoie vers nos yeux les longueurs d’onde dont il ne veut pas.
Que puis-je en conclure ?
Que la nature déteste le vert… et que la rose, si elle est rouge, l’adore ?
Nous voilà devant deux modes, celui qui, éclairant nos visions éclaire nos pensées et celui qui, aidé par la science, nourrit notre réflexion à travers la seule discipline nous permettant de comprendre l’univers : la Physique.
Donnons-lui la parole. À son tour, elle va nous faire rêver.
Le soleil vient de se lever…
Ce qu’il propose à nos yeux et à notre peau, à travers la chaleur ressentie, n’est qu’un minuscule échantillon de la musique qui parvient jusqu’à nous et qui aura mis 8 minutes à parcourir les 150 millions de kilomètres qui la sépare de la Terre.
Cette image musicale procède de la logique qui nous emmène vers le monde physique des vibrations, des longueurs d’onde et des fréquences. Elle se manifeste donc dans le jeu de couleurs, donc de fréquences, et ainsi de longueurs d’onde, qui s’étendent, pour nos yeux, de la fin de l’ultraviolet jusqu’au début de l’infrarouge, en passant par le vert, le jaune et le rouge.
Chaque fréquence correspond, en effet, à une longueur d’onde et pour cette « lumière » qui, à travers nos yeux, nous permet de découvrir le monde, les longueurs d’onde s’étalent d’environ 380 à 900 nanomètres, le long des couleurs du prisme que l’on devrait montrer à tous les écoliers.
Quant à la chaleur que notre peau, exposée au soleil ressent, elle correspond aux mêmes longueurs d’onde, mais aussi à celles qui s’étendent beaucoup plus loin dans l’infrarouge jusqu’à 100.000 nanomètres… soit 100 microns.
Cependant, ayons tout de suite en tête une notion fondamentale. Cette douceur que nos yeux et notre peau ressent dépend étroitement de la concentration du rayonnement lumineux. Dans ces longueurs d’onde qui excitent les récepteurs nerveux de la rétine ou de la peau, le rayonnement solaire est peu concentré. Prenons alors une loupe, concentrons les rayons, nous avons tous fait cette expérience, et nous mettons facilement le feu à un bout de papier.
L’effet thermique dépend donc considérablement de la concentration des photons et Dieu merci, notre planète est à la distance optimum du soleil, celle où l’eau reste liquide et où notre température corporelle (37°) se trouve presqu’à mi-chemin entre la glace et l’eau bouillante.
Quant aux fréquences, en Hz par seconde, qui correspondent à ces longueurs d’onde, nous sommes, dans des nombres très élevés, très éloignés des 440 Hz du diapason des ondes sonores… Nous y reviendrons, la Physique nous a appris que le monde des vibrations est un monde de correspondances.
Pour le moment, découvrons d’un coup d’œil le domaine spectral du rayonnement électromagnétique qui parvient sur terre, c’est-à-dire une colossale étendue de fréquences, ou de longueurs d’onde, qui fonde les vibrations des photons.
Mais avant toute chose, évoquer le double monde de la lumière absorbée et réfléchie, c’est souligner une autre correspondance.
Celle que nous offre la Terre.
Inondée par le rayonnement solaire, quel spectre lumineux renvoie-t-elle dans l’espace lointain ?…
Celui d’un corps « noir » dont la température de surface moyenne est de 280 K, soit environ 8° centigrades…
Ce spectre est constitué essentiellement d’infrarouges. Ils s’étalent de l’infrarouge proche, à partir d’environ 800 nm de longueur d’onde, que nos yeux perçoivent encore, jusqu’à l’infrarouge lointain, vers 100.000 nm soit 0,1mm…
Mais, attention, ce n’est qu’une simple portion de ce spectre qui est de la lumière réfléchie. La plus importante partie provient de la lumière émise par la chimie et la biologie terrestre.
Malheureusement, une bonne partie de cette dernière, constituée d’infrarouges, reste piégée par les gaz à effet de serre (CO2, méthane, protoxyde d’azote, halocarbures…) que nous produisons en excès et qui, ainsi, contribuent à faire grimper la température à la surface de la Terre.
Pour notre logique, nous parlons ici de « chaleur » pour « lumière » et cette confusion est volontaire. Elle nous dit que tout « rayonne » et notre corps vivant, lui-même, le premier. En pleine nuit solaire, à 400 km d’altitude, les instruments d’observation d’un satellite de surveillance, permettent de « voir » un homme se déplaçant la nuit dans le désert.
En effet, notre corps à 37° rayonne en permanence au seuil de l’infra- rouge lointain, dans la bande des longueurs d’ondes autour de 10 microns, soit 10.000 nanomètres, la longueur d’onde produite par un laser CO2.
Notre décor « lumineux » est ainsi, aujourd’hui, constitué. Inspirateur de toutes nos manifestations de l’esprit, de toutes les créations de nos mains et acteur des improvisations inimaginables de la nature qui enchantent nos yeux.
Nous en faisons nous-même partie.
Seulement, voilà, depuis qu’Homo Sapiens a peuplé la terre et commencé à se poser des questions sur cet enchantement lumineux, il aura fallu attendre la fin du XIXème siècle et le début du XXème siècle pour commencer à entendre des réponses nées tout à la fois de l’observation, de la raison et des mesures, donc des mathématiques et de la physique.
