Astronomie

La Terre pourrait-elle être utilisée pour projeter une tache arago/poisson sur quelque chose

La Terre pourrait-elle être utilisée pour projeter une tache arago/poisson sur quelque chose

Il existe une conception potentielle pour un télescope spatial qui utilise un grand disque circulaire opaque à la place d'une lentille transparente pour focaliser la lumière à des fins d'analyse. Il utilise la lumière qui se courbe autour du disque qui se concentre sur la tache Poisson ou Arago, mais nécessite un objet circulaire. Il pourrait théoriquement produire des images beaucoup plus claires (1000x) que les télescopes que nous avons aujourd'hui, bien qu'avec un champ de vision plus étroit.

Je comprends que la Terre n'est pas parfaitement ronde, mais je crois que j'ai aussi entendu dire qu'elle est très "lisse" malgré les montagnes et autres, alors je me demande si au lieu d'un point (très petit cercle) sur un point derrière elle, elle pourrait projeter une forme ovale ou oblongue d'une certaine taille qui, à l'aide d'objectifs ou d'une reconstruction informatique, pourrait produire une image utilisable et vraisemblablement d'une résolution encore plus élevée (millions, milliards, trillions, voire plus de fois aussi détaillée ?).

Si ce n'est pas possible, quels sont les problèmes ? L'atmosphère vous gêne-t-elle ? Si l'on pouvait imaginer un disque suffisamment circulaire à peu près de la taille de la Terre, à quelle distance environ le récepteur de traitement d'image devrait-il être du disque opposé à l'objet étudié pour capter la convergence de la lumière courbée ? La gravité de la Terre affecterait-elle la distance du tout, en raison de la lentille gravitationnelle ?


Une contrainte est la recommandation $F=frac{d^2}{blambda}geq 1$, dans ce cas avec $d=12700 mbox{ km}$ sur le diamètre de la Terre, $lambda=600 mbox{ nm}$ une certaine longueur d'onde de la lumière visible, et $b$ la distance entre l'obstacle circulaire et l'observateur. La distance entre la Terre et l'observateur doit donc être

$bleq frac{d^2}{lambda}=frac{(12700cdot10^3mbox{ m})^2}{600cdot 10^{-9}mbox{ m}} =481.67cdot 10^{18}mbox{ m}$

Une autre contrainte est la rugosité de surface de l'objet circulaire : $Delta r < sqrt{r^2 + lambdafrac{gb}{g+b}}-r$, avec $r=6350mbox{ km} $ le rayon de l'obstacle circulaire (ici la Terre), $g$ la distance entre la source lumineuse ponctuelle et l'obstacle circulaire, et $b$ la distance entre l'obstacle circulaire et l'écran.

Pour simplifier les calculs, disons $ggg b$. Alors environ $Delta r < sqrt{r^2 + lambdafrac{gb}{g}}-r = sqrt{r^2 + lambda b}-r$.

Après avoir ajouté $r$ et mis au carré, vous obtenez $(Delta r +r)^2

$b>frac{2rDelta r}{lambda}$. Avec $2r=12700 mbox{ km}$ environ le diamètre de la Terre, $lambda=600 mbox{ nm}$ une longueur d'onde de lumière visible, on obtient

$b>frac{12700cdot 10^3mbox{ m}cdotDelta r}{600cdot 10^{-9}mbox{ m}} = 21.1667cdot 10^{12}Delta r$.

Les deux contraintes autorisent des valeurs raisonnables de $Delta r$. Supposons une rugosité de surface de la Terre de par ex. $Delta r = 1mbox{ km}$. Alors une plage valide de distances d'observateurs serait entre 0,00224$ et 50912$ années-lumière de 9,4607$cdot 10^{15}mbox{ m}$ de la Terre.

En unités astronomiques de 149597870700$mbox{ m}$, la distance la plus proche d'un observateur serait de 141,49$ mbox{ au}$ de la Terre.

En raison de l'aplatissement de la Terre, cependant, vous obtiendriez une fonction d'étalement des points significativement différente d'un point pour cette "courte" distance de la Terre. Il pourrait être possible de corriger cela par une optique de télescope appropriée.

L'effet de la lentille gravitationnelle est $ heta=frac{4GM}{rc^2}=2.969cdot 10^{-27}frac{mbox{m}}{mbox{kg}}frac{M }{r}$, après avoir appliqué la constante de gravitation $G$ et la vitesse de la lumière $c$. Avec la masse $M=5.97237cdot 10^{24}mbox{ kg}$ et un rayon de $r=6350000mbox{ m}$ de la Terre, on obtient un angle de $ heta=2.793cdot 10 ^{-9}$ par lentille gravitationnelle à la surface de la Terre.

Cela focaliserait les rayons lumineux parallèles sur un point proche d'une distance de $b=frac{r}{ an heta}=130,27cdot 10^{15}mbox{ m}$, soit 13,77$ années-lumière, d'où bien au-delà de la distance minimale où un spot Arago pourrait se former. Mais, bien sûr, le pic le plus interne de la fonction d'étalement du point serait plus proche d'un disque circulaire à cette distance plus grande avec une lentille gravitationnelle pertinente.


Une leçon vieille de 200 ans : les prédictions scientifiques ne valent que si elles sont testées (Synopsis)

Pendant des siècles, les prédictions théoriques de Newton étaient aussi inattaquables que la physique. Ses idées sur la mécanique, la gravitation et l'optique ont réussi test après test après test. Pourtant, à l'aube du XIXe siècle, une classe d'observations semblait aller à l'encontre de ses affirmations : la lumière semblait présenter une nature ondulatoire. Les phénomènes de diffraction et d'interférence ne pourraient pas être bien expliqués par une théorie corpusculaire de la lumière.

La nature ondulatoire de la lumière traversait deux fentes, comme l'illustre l'œuvre originale de Thomas Young, datant de 1803. Crédit d'image : utilisateur de Wikimedia Commons Quatar.

Des personnalités scientifiques imposantes telles que Fresnel, Fraunhofer et Poisson ont calculé ce qu'elles attendaient d'une théorie ondulatoire dans diverses conditions, Poisson obtenant le résultat le plus absurde. En théorie, la lumière qui a été projetée autour d'un obstacle sphérique devrait produire une ombre. avec un point lumineux brillant au centre. Cela a été jugé comme une victoire par Newton pour tous, prouvant la nature ondulatoire de l'absurdité de la lumière.

Une prédiction théorique de ce à quoi ressemblerait le motif de lumière en forme de vague autour d'un objet sphérique et opaque. Le point lumineux au milieu était l'absurdité qui a conduit beaucoup à écarter la théorie des ondes. Crédit image : Robert Vanderbei.

Imbéciles ! Car vous ne pouvez pas simplement prétendre à une absurdité sans faire l'expérience pour vérifier ! Les résultats, les leçons et le travail de François Arago ne doivent jamais être oubliés.

Plus comme ça

Et puis, un peu moins d'un siècle plus tard, Albert Einstein arrive et montre à quel point la lumière possède également des propriétés semblables à celles des particules !

Les prédictions scientifiques ne valent rien si elles ne sont pas testées

Je savais que ce n'était qu'une question de temps avant que vous ne compreniez ma façon de penser sur la valeur des prévisions climatiques des modèles informatiques. J'ai vu une fois un singe géant modélisé par ordinateur escalader l'Empire State Building. Vous pouvez vraiment modéliser par ordinateur à peu près tout ce que vous voulez voir. Cela ne veut pas dire que tout est réel. Les résultats des tests sont réels. La seule valeur des prédictions invérifiables est leur valeur marketing pour obtenir des financements ou un peu de notoriété si la prédiction est particulièrement farfelue. Scientifiquement, cela ne vaut rien tant que le temps n'est pas en mesure de le tester.

Le train en marche est assez complet mais je suis heureux de voir que vous avez trouvé une place. Bienvenue à bord!

"Je savais que ce n'était qu'une question de temps avant que vous ne veniez à ma façon de penser sur la valeur des prévisions climatiques des modèles informatiques."

Je suis constamment étonné de votre capacité à manquer des points et à déformer la science lorsque vous ne comprenez pas.

Je dois être d'accord avec Dean. C'est assez étonnant de voir à quel point vous avez mal interprété les phrases des autres, les déformant pour soutenir vos idées préconçues.

Où Ethan a-t-il déjà dit que les modèles climatiques ne sont pas testés ?

"Je savais que ce n'était qu'une question de temps avant que vous ne veniez à ma façon de penser sur la valeur des prévisions climatiques des modèles informatiques"

Qu'est-ce que tu fous, denier ? Les modèles informatiques correspondent très bien à la réalité (enfin pas les modèles de vos camarades deniers, ils sont tous de la merde), ils ont été testés.

Ré. le spot Arago : c'est pourquoi un simple disque d'occultation ne peut pas être utilisé pour imager les exoplanètes. Au lieu de cela, un disque est utilisé qui a un bord festonné spécial calculé pour contrecarrer la diffraction.

Je ne crois pas vraiment que @Ethan ait finalement adopté ma façon de penser sur les simulations climatiques. Je ne m'amuse qu'avec son phrasé. Nous venons d'avoir un va-et-vient de plus de 3 mois sur le premier amendement dans lequel je lui ai montré où même ses propres sources ont montré son erreur et il pense que je mens.

En ce qui concerne la « réglementation de la liberté d'expression », ne me nourrissez pas de mensonges sur la façon dont nous ne le faisons pas ou ne pouvons pas le faire

Même dans les sujets où @Ethan est un peu dépassé, il ne réévalue pas sa position face aux contre-preuves. Du moins, cela semble être le cas si c'est moi qui présente la preuve. En climatologie, @Ethan est bien mieux placé qu'il ne l'est sur les questions de droit américain. Il n'y a aucune chance que je change d'avis. ZÉRO. Parlant spécifiquement de la valeur des simulations climatiques par ordinateur, il a déjà écrit exactement le contraire de mon commentaire.

Les simulations sont incroyablement utiles

Dans ce commentaire, il a comparé les simulations climatiques aux simulations de la structure à grande échelle de l'univers. Bien sûr, ils sont totalement différents. Avec les simulations de structure d'univers, vous connaissez déjà le résultat. Ce que font ces simulations est appelé backcasting. C'est très différent. Vous savez immédiatement si vous avez raison. Avec les simulations climatiques, ils font également du backcasting comme forme de validation, mais jusqu'à présent, même les modèles climatiques validés backcasting ne parviennent pas à obtenir des prédictions sur le nez.

Nous apprenons toujours, et pour autant que je sache, il existe actuellement un modèle climatique parfait. Le fait est que nous ne savons pas qu'il est parfait parce que ce qu'il prédit, c'est l'avenir. Jusqu'à ce que suffisamment de temps s'écoule pour que nous puissions tester ses prédictions par rapport à la réalité, ce modèle hypothétique parfait n'a pas plus de valeur que les innombrables échecs. Cette idée est tout à fait conforme à l'interprétation littérale du titre de @Ethan sur cet article, même si je n'ai aucune illusion qu'il appliquerait cette idée aux prévisions climatiques informatiques.

Et si nous attendions que les modèles de changement climatique se soient avérés exacts, mais s'il est trop tard pour y remédier sans subir de gros dégâts d'ici là ?
Que se passerait-il si le niveau de la mer montait considérablement plus haut et que de nombreuses villes côtières perdaient ? Combien de temps faudrait-il pour réparer les dégâts et reconstruire les villes ? Combien ça coûterait ?

Cependant, nous n'avons pas à attendre, Frank. Ils sont à peu près prouvés par les événements prédits. Voir:

Les prévisions climatiques de Denier n'ont pas si bien fonctionné.

Mais les négateurs n'arrêtent pas de dire qu'ils ne sont pas prouvés parce que chaque modèle est amélioré de manière itérative, et cela signifie que les négateurs déplacent les poteaux de but à chaque fois, donc le modèle 88 de Hansen est prouvé mais ils l'ignorent car il y a HadGEM3 à prouver à la place.

Bien sûr, pour la double fourche à la réalité par les négateurs, si les modèles ne sont pas améliorés, ils se plaindraient du fait que cela n'inclut pas une nouvelle science.

La réponse à votre requête peut, maintenant, être "jamais". Il ne sera peut-être JAMAIS possible de revenir au HCO si nous dépassons le point de basculement (probablement lorsque les clathrates de méthane bouillonnent), car nous serons à un niveau de CO2 qui était plus élevé dans le passé lorsque le soleil était de quelques pour cent. plus frais, et si nous atteignons le même niveau de CO2, il n'y a aucun moyen de revenir à un climat glaciaire chaud comme nous le sommes en ce moment.

C'est pourquoi il y a cette limite de 2C. On pense que c'est *probablement* une différence trop petite, car nous revenons aux niveaux de CO2 préindustriels plus tôt que les profondeurs océaniques n'atteignent l'équilibre, pour que les clathrates se dissolvent à nouveau en gaz.

Et par conséquent, il serait impossible d'annuler les changements si nous attendions qu'ils soient manifestement évidents.

Même sans AGW, nous devons nous rappeler que le charbon, le pétrole et le gaz sont des ressources non renouvelables pour le monde entier. Ne serait-il pas logique de toujours les utiliser le moins possible ?
Ne vaudrait-il pas mieux utiliser le charbon pour fabriquer de la fibre de carbone à l'avenir au lieu de brûler aujourd'hui ? Ne vaudrait-il pas mieux utiliser le pétrole et le gaz uniquement pour fabriquer des plastiques et des produits chimiques, au lieu de brûler pour produire de l'énergie ?

La production de fibre de carbone semble utiliser beaucoup d'énergie pour la production. Considérez au moins 6 fours par ligne avec des températures de fonctionnement atteignant jusqu'à 2 300 degrés impairs sur une longue période de temps. Ça ne sonne pas si bien, n'est-ce pas ? Beaucoup d'énergie est utilisée pour créer un produit. Semblable à la production d'aluminium, hein ? Des masses de pouvoir pour un petit résultat.
:)

Pour l'aluminium, c'est seulement pour le raffinement initial,

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Examen d'histoire des sciences 1

Anomalies :
1. En 1800, Thomas Jeune (Anglais, 1773-1829) a fait des expériences montrant phénomènes d'interférence la lumière implicite est des vagues dans un éther qui remplit tout l'espace.

Pour parer à toute menace sur leur théorie des particules, les Laplaciens ont mis en place un concours du prix de l'Institut La découverte par Étienne Malus de la polarisation de la lumière (1809) a renforcé la position laplacienne, car elle ne pouvait pas être expliquée par la théorie ondulatoire telle qu'elle était alors comprise.

2. A.-J. Fresnel (français, 1788-1827) a adopté la théorie des ondes dans les années 1810 en combinant des expériences quantitatives précises avec une théorie mathématique sophistiquée décrit l'éther comme un solide élastique qui pourrait véhiculer des ondes polarisées.

Crise : Les Laplaciens réagissent en mettant en place un concours de prix sur la diffraction et l'interférence (1818). Jugé par :

• J.-B. Biot et S.-D. Poisson (à la fois forts laplaciens et théoriciens des particules) • Joseph Gay-Lussac (chimiste laplacien, mais neutre sur la nature de la lumière) • François Arago (pro-Fresnel) • Pierre-Simon Laplace

Révolution : Fresnel a gagné avec une entrée brillante. Laplace lui-même était apparemment le vote décisif. Poisson a examiné la théorie de Fresnel et a vu qu'elle avait une implication intéressante. Il a appliqué il devrait y avoir une tache lumineuse au milieu d'une ombre. Arago a dit Regardons, et ils ont fait une expérience et ont découvert qu'à la fin, les normes laplaciennes d'expérience précise combinées à la théorie mathématique l'ont emporté sur l'adhésion au modèle particulaire des Laplaciens.

2. identifier les éléments (plus petites unités pertinentes)

3. classer les éléments selon leurs liens naturels ou logiques

4. concevoir une terminologie appropriée qui reflète ces connexions

5. formuler des lois régissant les interactions des éléments (leur « grammaire »)

2. identifier les éléments (plus petites unités pertinentes) - lumière décomposée en couleurs

3. classer les éléments selon leurs liens naturels ou logiques -

4. concevoir une terminologie appropriée qui reflète ces connexions

5. formuler des lois régissant les interactions des éléments (leur 'grammaire') - Une réfrangibilité différente nous amène à voir différentes perceptions de la couleur. Dit que le blanc n'est pas une couleur pure, mais une composition d'autres couleurs.

Linnaeus a utilisé des méthodes analytiques largement:
• élément : espèce (pas l'individu ou la population)
classification: par similitudes et affinités (tiré du 'taper''* ou essence de l'espèce)
terminologiey* : système de nommage hiérarchique.

• noms descriptifs des éléments :('hydrogène'= 'dessalinisateur')

les noms des composés contenaient leur analyses* : dioxyde de carbone = 1 carbone + 2 oxygène

symbolisme algébrique des réactions ::* (C + 2O = CO2)

1. enquêter sur les phénomènes - progrès intellectuel

2. identifier les éléments (plus petites unités pertinentes) -
i) Raison, - considérée comme la plus importante. Tout en haut se trouve la logique, puis la métaphysique, la religion/magie noire, les sciences naturelles, la physique, les sciences de l'homme. La raison a fourni le tronc de l'arbre.

ii) mémoire - histoire, artisanat,

iii) imagination - des choses que nous inventons, comme la poésie, la musique, etc.

3. classer les éléments par leurs connexions naturelles ou logiques - arbre sur branches

4. concevoir une terminologie appropriée qui reflète ces connexions

5. formuler des lois régissant les interactions des éléments (leur « grammaire »)

Voltaire était un très important populiseur de la science newtonienne. Il a dit que c'était sa plus grande contribution, apporter les idées de Newton en France. 1729, Voltaire est en exil en Angleterre. A son retour, il écrivit Les lettres sur l'Angleterre, ce qui était scandaleux à l'époque. Publié en 1734 et était sa façon de présenter les idées anglaises à un public français.

À propos de Descartes, Voltaire a dit que ses idées étaient là mais qu'il a quand même fait des choses importantes. Il a dit que Newton a remplacé les erreurs de Descartes. Il considérait Descartes comme ayant déblayé le terrain des idées précédentes et effacé les anciennes erreurs d'Aristote, mais tombait dans ses propres erreurs que Newton corrige. Descartes posait des questions même s'il n'obtenait pas toujours la bonne réponse. Comment Newton l'améliore-t-il ? Il y intègre les mathématiques. La formulation de lois mathématiques à partir de ce que nous observons a été louée par Newton. Alors que Descartes voulait trouver le principes mécaniques plutôt que ce que nous voyons dans le monde.

Voltaire loue leur empirisme. Voltaire a également loué leur modestie sur ce qu'ils peuvent vraiment savoir. Voltaire n'aime pas que Descartes ait exagéré ce que nous pouvons vraiment savoir du monde. Cela reflète en partie ses idées religieuses, ce qui était une tension pour Newton qui était religieux. Mais nous ne pouvons pas savoir avec certitude comment Dieu a organisé cela.

Pourquoi pensez-vous que V écrit sur N et L ? Il a été exilé en Angleterre et voit les institutions politiques et voit ce genre de parallèle grossier que les perruques ont utilisé les idées de Locke, et a vu qu'il y avait un lien entre la philosophie naturelle et la politique. Voltaire essaie de créer un espace pour la réforme politique. Il est convaincu que les gens penseront que la France n'a pas une atmosphère politique stable. Voltaire y voyait la voie du progrès en libérant l'esprit de la tradition et de l'autorité.

L'ensemble du projet a mis l'accent sur l'analyse. Interrogé sur ce que nous pouvons savoir et comment pouvons-nous le savoir. C'était important en tant qu'énoncé d'idéaux et moyen pratique d'assimilation. Il mis l'accent sur les connaissances organisées. Cela se reflète dans l'arbre des connaissances, qui pourrait être utilisé comme un carte à améliorer.

Suite de ce que Francis Bacon a posé auparavant. Comment pourrions-nous mettre nos connaissances en pratique. Bacon a suggéré d'organiser les connaissances que nous avons déjà afin que nous puissions les développer de manière pratique. Vous pourriez regarder et voir pourquoi les choses fonctionnent et comment cela pourrait être appliqué dans d'autres domaines. L'encyclopédie était l'accomplissement de l'idée de Bacon. Bacon a déclaré que la connaissance est le pouvoir, et que la connaissance organisée pourrait donner aux gens le pouvoir sur la nature et sur les autres hommes.

Vous analysez la société à travers l'individu, pas la famille. Concentrez-vous ensuite sur les droits naturels de cet individu

Les articles sur l'artisanat constituaient un 'histoire naturelle de l'industrie' impliquait que les pratiques traditionnelles pourraient être améliorées en appliquant des méthodes d'analyse et scientifiques.

Prenez une pratique comme la fabrication de couteaux. Tout d'abord, vous identifiez les meilleures pratiques, comment procèdent-elles, analysez les procédures, expérimentez ce qui pourrait les améliorer et les rendez toutes accessibles au public afin qu'elles puissent être examinées, critiquées et améliorées. Et si vous preniez cela et l'appliquiez à la société française ?

Exemple sont les charrues. Cela a conduit à la question de à qui appartient le terrain ? Comment la structure politique et économique affecte-t-elle cela? Ils ont utilisé des moyens subtils pour critiquer le régime. Ils ont écrit des trucs sur la religion, la politique et la société.


Impacter

Lorsque Young s'est exprimé pour la première fois en faveur d'une analogie entre les ondes lumineuses et sonores devant la Royal Society de Londres en 1800, son rejet implicite des vues de Newton sur la lumière n'a pas été bien accueilli par son public anglais. Ses expositions ultérieures sur l'interférence dans l'expérience de la double fente ont rencontré l'incrédulité. L'idée qu'un écran uniformément éclairé par une seule ouverture pourrait développer des franges sombres avec l'introduction d'une deuxième ouverture - que l'ajout de Suite la lumière pourrait entraîner moins l'illumination—était difficile à accepter, surtout pour ceux qui n'avaient pas l'habitude de considérer la lumière comme une onde. Une difficulté similaire surgit avec la théorie de la diffraction de Fresnel, avec l'un des juges de son jury de 1819, Siméon-Denis Poisson (1781-1840), soulignant le fait apparemment absurde que sa théorie impliquait une tache lumineuse au centre de l'ombre de un disque opaque illuminé, ce qu'Arago a immédiatement vérifié.

La situation a radicalement changé dans les années 1820 avec un nombre croissant de scientifiques adoptant la théorie ondulatoire de la lumière. La théorie des ondes de Fresnel a été plus facilement soutenue que les théories des vibrations d'Euler et Young, pour plusieurs raisons. Le remplacement des ondes longitudinales par des ondes transversales a permis d'intégrer la polarisation dans une description des ondes. La théorie a donné des prédictions numériques concrètes qui pouvaient être testées facilement, y compris des phénomènes comme la diffraction et la double réfraction qui étaient difficiles à concilier avec la vue particulaire. Le fait que la théorie des ondes était une théorie axiomatique fondée essentiellement sur le principe de Huygens, plutôt qu'un ensemble d'hypothèses ad hoc caractéristiques des théories particulaires, était également significatif, et cela trouva un écho croissant parmi les scientifiques des années 1830, en particulier la jeune génération.

Les analogies entre la lumière et d'autres phénomènes ont joué un rôle moins central dans la théorie de la nouvelle vague. Les théories des particules comparaient la lumière à des corps matériels, soumis à des forces mécaniques, ou envisageaient la lumière comme un fluide apparenté à la chaleur et à l'électricité, également modélisés comme des fluides à l'époque. La théorie des vibrations était basée sur l'analogie avec le son, invoquant des propriétés matérielles dans l'éther comme la densité et l'élasticité pour expliquer les vibrations. En revanche, la théorie ondulatoire de Fresnel mettait l'accent sur la méthodologie, en élaborant les conséquences mathématiques d'un principe analytique. Alors que ses partisans continuaient d'invoquer l'éther pour interpréter la théorie et faciliter ses hypothèses, le formalisme de la théorie ne tenait pas ou ne tombait pas avec une interprétation particulière. En effet, le formalisme ne se limitait pas aux ondes lumineuses mais pouvait être utilisé pour expliquer tous les phénomènes ondulatoires.

Bien que la théorie des ondes dominait la science optique après 1830, il restait quelques critiques qui ne pouvaient embrasser ses prémisses et qui continuaient à chercher des explications en termes de particules et de rayons. Le différend portait sur la nature des lois scientifiques et leur relation avec les faits empiriques, centré sur la théorie des ondes. L'optique physique au début du XIXe siècle était essentiellement une science inductive, comme la thermodynamique ou la chimie, consistant en un ensemble d'observations disparates nécessitant une description théorique unificatrice. Bien que la théorie des ondes fournisse une description cohérente qui puisse être testée, elle s'appuie sur des hypothèses abstraites comme le principe de Huygens et la transversalité qui n'étaient pas elles-mêmes immédiatement testables, et encore moins les propriétés de l'éther qui les soutenaient. Cela dérangeait ceux qui pensaient que les hypothèses ou les lois scientifiques devraient être à la fois nécessaires et suffisantes pour expliquer tous les phénomènes pertinents. Le physicien écossais David Brewster (1781-1868), par exemple, considérait les prémisses abstraites de la théorie des ondes comme superflues et injustifiées et préférait une induction plus simple à partir de faits connus. Les théoriciens des vagues, quant à eux, accordent plus d'importance au pouvoir unificateur de leur théorie, lui permettant de gagner progressivement en confiance par de nouvelles expériences, impliquant un subtil changement de méthodologie. La transversalité de l'onde lumineuse, par exemple, finira par gagner en importance physique dans les travaux de James Clerk Maxwell (1831-1879), avec des associations à l'électricité et au magnétisme.

L'optique avait une connotation différente pour les scientifiques et leur public profane à la fin de la révolution des vagues. Alors que les traités et les conférences d'optique du XVIIIe siècle pouvaient inclure des sections sur la théologie et la vision dans leur discussion sur la lumière, les manuels du XIXe siècle avaient tendance à traiter exclusivement les aspects physiques de la lumière, avec une utilisation croissante des mathématiques pour la théorie des ondes. Peu à peu, les aspects empiriques et théoriques de la lumière ont commencé à prendre le devant de la scène, avec moins d'inquiétude pour ses ramifications sociologiques ou physiologiques. Le résultat a été une spécialisation du domaine, avec une participation moindre du public profane aux discours scientifiques et une élite scientifique plus formée en mathématiques.

Il est souvent remarqué que la discipline moderne de la physique théorique est devenue distincte de la philosophie naturelle au début du XIXe siècle, avec un accent croissant sur l'utilisation des mathématiques avancées pour décrire les théories physiques. Une révolution plus importante se produisait en effet dans les sciences physiques à l'époque, avec des domaines de plus en plus spécialisés et autonomes, de nouvelles méthodes scientifiques étant exposées et des changements dans la formation et les schémas de carrière des scientifiques. Beaucoup de ces changements faisaient partie intégrante de l'essor de la théorie ondulatoire de la lumière.


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En 1913, Niels Bohr expliqua pourquoi les raies du spectre de l'hydrogène sont disposées comme elles le sont. Son explication place les électrons sur des orbites stables qu'il a appelées « états stationnaires » (violant les lois bien connues de la science) et explique les raies du spectre comme la différence d'énergie résultant du mouvement d'un électron d'un état stationnaire d'énergie supérieure à un état d'énergie inférieure. une.

Ce moment a non seulement mis fin à près de 250 ans depuis la découverte du spectre, mais a été le début d'idées fructueuses de l'un des intellects les plus profonds que ce monde ait jamais vus. (L. Brillouin raconte qu'il était entré dans la pièce juste au moment où Sommerfeld terminait l'article de Bohr dans le numéro de juillet 1913 de Philosophical Magazine. Sommerfeld a dit "Il y a un article extrêmement important ici de N. Bohr qui sera une étape importante dans la physique théorique." ) Le travail de Bohr continue d'avoir un impact sur la science aujourd'hui.

Le meilleur endroit pour commencer, je suppose, est au début.

La matière et l'énergie interagissent. Prenez un morceau de métal et chauffez-le. Il brille, émet de la lumière. Brûlez du bois et l'une des choses qu'il émet est de la lumière. Placez un objet au soleil et il fait plus chaud. Regardez le ciel après une pluie et voyez un arc-en-ciel.

Ces choses étaient connues des anciens. Aujourd'hui, nous savons que l'énergie dégagée par la matière crée un spectre. Ce spectre et le comportement de ses couleurs sont si importants pour nous que nous avons donné un nom à son étude : la spectroscopie.

L'utilisation de la spectroscopie s'est multipliée depuis ses origines au début des années 1800. Aujourd'hui, près de 200 ans après ses débuts, les recherches utilisant la spectroscopie et les recherches d'amélioration de la technique se poursuivent à travers le monde.

Ce qui suit n'est en aucun cas une histoire complète des études spectrales et de la nature de la lumière. Ce ne sont que quelques points saillants que j'ai sélectionnés.

Isaac Newton a permis à la lumière du soleil d'un petit trou circulaire de tomber sur un prisme, produisant un arc-en-ciel de couleurs. Bien que la production d'un arc-en-ciel par un cristal clair soit connue des anciens, c'est Newton qui montra que les couleurs ne provenaient pas du cristal, mais étaient plutôt des composants de la lumière du soleil. Ce tableau de couleurs qu'il appelait un spectre.

Voici comment le grand homme l'a expliqué :

L'arrangement expérimental de Newton est montré dans l'image ci-dessous. C'est tiré des Éléments de la Philosophie de Newton de Voltaire, publiés en 1738.

De plus, Newton a pu produire un spectre à partir de la lumière blanche, puis recombiner les couleurs du spectre pour récupérer à nouveau la lumière blanche.

Des années plus tard, dans Opticks, Query 29, il a donné le mécanisme suivant pour le fait que les couleurs se sont réfractées de la plus grande quantité (violet) au bleu, vert, jaune, orange (qu'il ne mentionne pas) et à la moindre quantité (rouge ):

Cette explication est basée sur les particules : les particules légères sont de tailles différentes.

A Paris, Olaf (Ole) Roemer, en collaboration avec Giovanni Cassini (le responsable de l'observatoire), étudie les variations de la fréquence calculée de la planète Jupiter éclipsant sa lune Io. Pour expliquer les variations, Cassini, en août 1675, écrit :

En septembre 1676, Roemer annonça que l'éclipse d'Io du 9 novembre par Jupiter se produirait 10 minutes plus tard que prévu. Il s'est avéré correct. En décembre, il publie un papier expliquant ses calculs, mais est dénoncé par Cassini, qui devient son adversaire. Roemer souffrait aussi parce qu'il était protestant et, en France à cette époque, les protestants étaient à peine tolérés. En 1681, Roemer retourna dans son Danemark natal et se vit confier de nombreuses responsabilités scientifiques et politiques. Il est comblé de nombreux honneurs et récompenses et est décédé le 19 septembre 1710. Aujourd'hui, il est connu sous le nom de « Archimède du Nord » pour sa grande variété de contributions à la science.

Dans son article sur la vitesse de la lumière, il n'a jamais calculé la valeur réelle. Depuis ce temps, il y a eu des calculs spéculatifs basés sur l'article de Roemer, mais leurs valeurs sont suspectes. Par exemple, un écrivain utilise la quantité de temps de Romer, mais utilise la distance moderne au soleil. Un autre auteur a supposé que Roemer aurait pu utiliser certaines valeurs que, après une analyse plus approfondie, il n'aurait probablement pas eu. Ces deux auteurs calculent que la valeur de Roemer pour la vitesse de la lumière (s'il en avait publié une) aurait été d'environ 215 000 km/sec. La valeur moderne est d'un peu moins de 300 000 km/sec.

En 1983, écrivant pour le Journal for the History of Astronomy, Albert van Helden a spéculé, en utilisant des indices dans l'article de Roemer, que la valeur calculée - s'il y en avait eu une - aurait été d'environ 135 000 km/sec.

Issac Newton publie quatre éditions d'Opticks. La requête 29 demande :

Dans Opticks, il développe la théorie particulaire de la lumière (également appelée théorie corpusculaire de la lumière). Il est capable de donner des explications plausibles pour les propriétés de la lumière telles que la couleur, la réflexion et la réfraction.

Il n'a pas pu tout expliquer sur la lumière, les bandes de diffraction hors de l'ombre géométrique (découvertes par Grimaldi en 1665) en étant une et les anneaux de Newton en étant une autre.

Une prédiction extrêmement importante implicite dans la théorie des particules de Newton est que, lorsque la lumière passe de l'air à l'eau, elle accélère.

Une théorie ondulatoire de la lumière existait à l'époque de Newton. Son principal champion était Christiaan Huygens, mais la théorie était incomplète. Il n'abordait qu'une petite fraction des phénomènes discutés par Newton et était difficile à comprendre. Ainsi, en raison du faible pouvoir explicatif de la théorie des ondes et de la grande autorité de Newton dans le monde scientifique, la théorie des particules de lumière régnait en maître.

Carl W. Scheele (le découvreur du chlore) a étudié l'effet des couleurs spectrales sur l'assombrissement du chlorure d'argent. On savait déjà que le chlorure d'argent s'assombrissait lors de l'exposition au soleil. Scheele a constaté que, pour la même exposition, l'assombrissement était le plus rapide à l'extrémité violette.

William Herschel, le célèbre astronome, a étudié les effets chauffants des couleurs du spectre. Il l'a fait en exposant des thermomètres à différentes couleurs de lumière. Il a constaté une augmentation constante de la puissance de chauffage allant vers le rouge. Il a également utilisé un thermomètre placé juste à l'extérieur de la couleur rouge comme contrôle. À son grand étonnement, la zone sombre juste à l'extérieur de la couleur rouge fournissait encore plus de puissance de chauffage que la couleur rouge.

De cette manière, la région infrarouge a été découverte.

Johann Wilhelm Ritter a vérifié les résultats de Herschel et les a étendus. Il a placé le chlorure d'argent en dehors de l'extrémité violette du spectre et a trouvé encore plus d'obscurcissement que Scheele 24 ans plus tôt.

De cette manière, la région ultraviolette du spectre a été découverte.

Cette année a également vu la découverte (par Thomas Young) de motifs d'interférence causés par la lumière passant à travers une fente étroite. Jusqu'à présent, la théorie ondulatoire de la lumière (Huygens) n'avait rien de convaincant à offrir en opposition à la théorie particulaire de la lumière (Newton). Maintenant, c'est le cas, car vous ne pouvez pas expliquer les interférences en utilisant des particules.

Cependant, en utilisant des vagues, c'était facile. Voici ce que Young a dit dans la Bakerian Lecture du 29 novembre 1801 :

"Lorsque deux ondulations, d'origines différentes, coïncident parfaitement ou à peu près dans la direction, leur effet conjoint est une combinaison des mouvements appartenant à l'une et à l'autre.

« Puisque chaque particule du milieu est affectée par chaque ondulation, partout où les directions coïncident, les ondulations ne peuvent procéder autrement qu'en unissant leurs mouvements, de sorte que le mouvement conjoint peut être la somme ou la différence des mouvements séparés, par conséquent comme similaires ou des parties dissemblables des ondulations sont coïncidentes."

Cependant, malgré les efforts de Young, la théorie particulaire de la lumière restait toujours la conception acceptée de la nature de la lumière. En 1803, il écrit :

Pour moi, Young semble un peu frustré !!

Tout en vérifiant les résultats de Ritter, William Wollaston a également signalé l'existence de raies sombres dans le spectre de la lumière solaire.

Il a fait passer la lumière du soleil à travers une fente très étroite (pas plus de 0,05 pouce) afin qu'elle tombe sur le prisme. (Jusqu'à cette époque, les gens utilisaient des ouvertures circulaires ou des fentes relativement larges. Cette méthode produisait des spectres très impurs.)

En projetant la lumière sur une distance de 10 à 12 pieds, Wollaston a vu des couleurs rouge, vert jaunâtre, verte, bleue et violette. Il a également signalé sept lignes sombres. Cinq lignes ont été signalées comme étant sur les limites entre deux couleurs, mais deux lignes se trouvaient dans les limites des couleurs (en particulier le vert jaunâtre et le bleu).

Douze ans plus tard, un jeune Joseph von Fraunhofer cherchait des moyens de vérifier (et d'améliorer) la qualité des télescopes qu'il fabriquait. Il a redécouvert les raies sombres du spectre solaire en mesurant les pouvoirs de dispersion de divers types de verre pour une lumière de différentes couleurs. Alors qu'il travaillait sur ce projet, il a remarqué qu'une ligne "orange" brillante (due au sodium, mais il ne le savait pas) dans le spectre de la flamme qu'il utilisait était dans la même position que la ligne D sombre ( voir ci-dessous). Cette même ligne avait été observée dans les flammes de l'alcool et du soufre ainsi que des bougies.

Fraunhofer a cartographié les 574 fines lignes noires qu'il a observées dans le spectre du soleil. Huit des lignes les plus importantes ont été étiquetées A à G. Aujourd'hui, ces lignes sont connues sous le nom de lignes Fraunhofer. La ligne D s'est avérée être deux lignes rapprochées, appelées par la suite D1 et D2. Sa position s'est avérée être dans la partie jaune du spectre, pas l'orange que Fraunhofer a écrit.

Voici ce que Fraunhofer a dessiné :

En 1817 et 1823, Fraunhofer a continué à rapporter les résultats de ses recherches. Il a trouvé:

En 1821, Fraunhofer rapporte ses premiers efforts pour utiliser un réseau de diffraction (plutôt qu'un prisme). La diffraction a été découverte en 1665, mais elle a reçu peu d'attention jusqu'au début des années 1800, lorsqu'il y a eu de nombreuses discussions sur la nature de la lumière. Le réseau de diffraction, une série de fines lignes rapprochées, était destiné à jouer un rôle important dans les découvertes futures. À l'aide de ses premiers réseaux de diffraction, Fraunhofer a pu mesurer les longueurs d'onde des deux raies du sodium, obtenant des valeurs très proches des valeurs modernes.

Cependant, il ne pouvait pas expliquer pourquoi les lignes sombres étaient là. En fait, bien que la recherche spectrale l'ait occupé pendant une grande partie de sa vie, il n'a jamais su comment étaient formées les lignes qui portent son nom.

Le terme moderne pour ce qu'il a vu est un "spectre d'absorption".

Augustin Fresnel a redécouvert de manière indépendante les interférences et commence à étudier (et à étendre mathématiquement) la théorie ondulatoire de la lumière. En 1817, l'Académie française des sciences a décidé d'offrir un prix pour le meilleur essai couvrant la théorie ondulatoire de la lumière. En 1819, Fresnel (l'une des deux candidatures) remporte le prix avec un étonnant traitement complet de 135 pages de la théorie ondulatoire de la lumière, réfutant complètement la théorie particulaire de la lumière.

Dans le jury se trouvait un mathématicien de premier ordre : Simón Denis Poisson. Il se trouvait également qu'il croyait fermement à la théorie des particules de la lumière de Newton et était capable, en utilisant les mathématiques de Fresnel, d'en déduire une prédiction dont il était sûr qu'elle détruirait la théorie ondulatoire de la lumière : la célèbre tache de Poisson. Voici ce qu'il a dit :

Le président du comité des juges, François Arago, a organisé une expérience pour voir si l'endroit prévu était là. Dans son rapport, il écrit :

Ainsi, avec une prédiction destinée à détruire la théorie des ondes, Poisson a réussi à la faire avancer considérablement.

La prochaine étape de l'analyse spectrale est due à John Herschel (fils de William) et W.H. Renard Talbot. Ils ont démontré, lorsqu'une substance est chauffée et que sa lumière passe à travers un spectroscope, que chaque élément dégage son propre ensemble de lignes de couleurs vives caractéristiques. En 1826, ils écrivaient « un coup d'œil sur le spectre prismatique d'une flamme peut montrer qu'elle contient des substances qu'il faudrait autrement une analyse chimique laborieuse pour détecter ». Le terme moderne pour un spectre de raies de couleurs vives est "spectre d'émission".

En 1832, David Brewster a suggéré que les raies sombres du spectre solaire pourraient être créées par absorption sélective de la lumière émise par le soleil dans son atmosphère. La question évidente était alors de savoir quelle substance chimique émettait quelle ligne ou quelles lignes.

En 1833, William Miller démontra, lorsque la lumière du soleil traversait des gaz en laboratoire, que des raies sombres supplémentaires apparaissaient dans le spectre solaire. Il a été suggéré que les lignes sombres sont dues à la présence de gaz sur le soleil. Miller a également été l'un des premiers à prendre des photographies de spectres.

En 1834, Fox Talbot a étudié le lithium et le strontium, qui donnent tous deux une flamme rouge lorsqu'ils sont brûlés. Il écrit alors « le prisme trahit entre eux la distinction la plus marquée qu'on puisse imaginer ».

En 1840, John Herschel découvrit que les raies de Fraunhofer s'étendaient dans l'infrarouge, la région spectrale que son père avait découverte 40 ans auparavant.

En 1842, A. Edmond Becquerel, photographie le spectre solaire et son extension dans l'ultraviolet.

En 1849, Jean Foucault, étudiant le spectre d'un arc entre deux électrodes de carbone, remarqua une raie semblable à la raie D du spectre solaire. Il tenta de superposer les deux spectres en faisant passer les rayons du soleil à travers l'arc puis à travers le prisme. Cela démontrait que les lignes étaient au même endroit, puisqu'elles se superposaient les unes aux autres.

Il a remarqué quelque chose d'étrange dans le comportement de la ligne D. Lorsque la lumière du soleil a été éteinte, la raie D est apparue comme une raie brillante dans le spectre de l'arc. Cependant, il a écrit ceci: ".. . la ligne D apparaît plus foncée que d'habitude à la lumière solaire. . . Ainsi l'arc nous présente un milieu qui émet les rayons D pour son propre compte, et qui en même temps les absorbe lorsqu'ils viennent d'un autre côté."

Consacrant son temps à d'autres travaux, il ne donne pas suite à ce constat. Il est laissé à Gustav Kirchhoff, dix ans plus tard, de faire la découverte définitive sur la relation entre le spectre d'émission (ligne claire) et le spectre d'absorption (ligne sombre)

Jusqu'à cette époque, les seules mesures de la vitesse de la lumière étaient basées sur l'astronomie, ne donnant que la vitesse de la lumière dans le vide. Il n'y avait aucun moyen de tester les implications de la théorie particulaire de la lumière de Newton, vieille de 150 ans, car elle nécessitait de comparer la vitesse de la lumière passant de l'air à l'eau. Léon Foucault et Hippolyte Fizeau, tous deux en France, travaillaient indépendamment sur la mesure de la vitesse de la lumière et pouvaient ainsi éclairer ce problème. Fizeau est le premier (en 1849) à mesurer la vitesse de la lumière à la surface de la Terre, mais Foucault (en 1850) est le premier à pouvoir comparer les deux valeurs nécessaires pour tester la théorie des particules de Newton pour la lumière.

Les données sont sans équivoque : la lumière voyage PLUS LENTEMENT dans l'eau que dans l'air. La théorie des particules de Newton ne peut pas être vraie, comme Fresnel l'a si bien démontré en 1819.

Foucault et Fizeau (plus jeunes de seulement 4 jours) travaillèrent ensemble au début des années 1840, mais se séparèrent sans colère. Leur compétition était un modèle d'honnêteté et d'intégrité scientifiques. En 1862, Foucault détermina la vitesse de la lumière à 298 000 ± 500 km/sec.

1859 - 1862 : Gustav Kirchhoff (un physicien) et Robert Bunsen (un chimiste)

Voici une brève discussion sur le bec Bunsen.

La relation entre les spectres d'émission et d'absorption (1859).

Kirchhoff a fait passer la lumière du soleil d'intensité modérée à travers une flamme contenant du chlorure de lithium et a observé ce qui suit :

Kirchhoff a également utilisé de la chaux incandescente, connue pour dégager un spectre continu. Il fit passer la lumière de la chaux à travers une flamme de sodium puis à travers un prisme. A la position exacte de la raie D du spectre solaire, une raie sombre est apparue.

De cette manière, il a pu démontrer que les gaz chauds absorbaient les mêmes longueurs d'onde de lumière qu'ils émettaient. Il savait alors que de la vapeur de sodium devait être présente dans l'atmosphère du soleil, absorbant la raie D de la lumière blanche provenant de la surface incandescente du soleil.

Cependant, avec la flamme au lithium, une nouvelle ligne est apparue entre les lignes B et C (rappelez-vous qu'elles ont été étiquetées par Fraunhofer) qui ne pouvait être associée à aucune des lignes sombres connues. Par conséquent, aucun lithium n'était présent dans l'atmosphère du soleil.

Analyse chimique par production de spectres

Kirchhoff et Bunsen ont réalisé une enquête systématique impliquant de nombreuses substances :

"Nous avons comparé les spectres produits par les composés chlorés susmentionnés avec ceux obtenus lorsque les bromures, iodures, oxydes, sulfates et carbonates des métaux sont amenés dans les flammes du soufre, du dioxyde de carbone, de l'alcool aqueux, du gaz d'éclairage, du carbone monoxyde, hydrogène et gaz détonant.

Au cours de ces recherches longues et approfondies, qu'il n'est pas nécessaire de présenter ici en détail, il est ressorti que la variété des composés dans lesquels les métaux ont été utilisés, les différences dans les processus chimiques des flammes et la grande différence entre leur les températures n'avaient aucune influence sur la position des raies spectrales correspondant aux métaux individuels. " [c'est moi qui souligne]

C'est-à-dire que chaque métal, quel que soit le composé dans lequel il se trouvait, donnait le même spectre.

Kirchhoff et Bunsen, à la fin de 1860 ont découvert l'élément césium par analyse spectrale et au début de 1861 ils ont découvert le rubidium dans la même matière. Les deux sont nommés pour la couleur de la raie la plus importante du spectre (latin rubidus, césius rouge le plus profond, bleu ciel)

Bref commentaire avant de continuer

Veuillez ne pas avoir l'impression que l'histoire ci-dessus est l'histoire complète de la recherche spectrale ou de la nature de la lumière. Je n'en raconte que des morceaux au fur et à mesure que je construis l'explication de Bohr sur les spectres de l'hydrogène en 1913. Par exemple, je saute totalement la découverte des spectres de bande. C'est un type de spectre extrêmement important, mais il ne rentre pas dans l'histoire que je raconte.

Les spectres de raies, dont j'ai parlé plus haut, étaient bien connus de la communauté scientifique des années 1860. À peu près en même temps que K&B, un autre type de spectre (aujourd'hui appelé spectre de « bande ») a été découvert. Bien sûr, une discussion a eu lieu sur la façon dont les deux étaient différents. En 1875, la bonne réponse était en main. C'était simplement que les spectres de raies sont produits par des éléments libres (atomes) et les spectres de bandes par des composés (molécules).

Cependant, les spectres de bande ne jouent aucun rôle dans la direction que je prends, c'est donc la dernière fois que vous en entendrez parler de ma part.


Le pouvoir de la théorie en science

C'est souvent solitaire, ces jours-ci, en tant que théoricien. Dès que la plupart des gens entendent le mot théorie, en fait, ils commencent à penser à quelque chose comme ceci :

Mais si vous avez l'esprit scientifique, vous savez à quel point votre théorie est puissante. Parce que votre théorie - si elle est bonne - vous permet non seulement d'expliquer ce que vous avez déjà vu, mais vous permet également de prédire quelque chose de nouveau, que vous pouvez ensuite rechercher.

Au début des années 1800, il y avait deux théories sur la nature de la lumière. L'un d'eux, remontant à Newton, est que la lumière est un rayon.

Crédit image : Université de l'Iowa.

Et, bien sûr, c'est un rayon. Mais il y avait une autre idée - remontant encore plus loin (à Christiaan Huygens) - que la lumière pourrait aussi être une vague. Et cela a gagné beaucoup de soutien en 1799, lorsque Thomas Young a fait passer la lumière pour la première fois à travers deux fentes minces et proches.

Crédit image : Matthew Parry-Hill et Michael Davidson.

Le motif qui en ressort - le célèbre motif à double fente, ci-dessous - ne peut s'expliquer que si la lumière était, en fait, une onde.

Crédit image : Benjamin Crowell.

C'était donc la théorie dominante dans les années 1800 : cette lumière est une onde. Donc, si vous êtes un bon théoricien et que vous êtes intéressé par l'étude de la lumière, que faites-vous ?

Eh bien, si vous êtes le célèbre mathématicien et physicien français Simeon Poisson, vous penseriez à la configuration la plus ridicule que vous puissiez imaginer dans l'espoir de réfuter la théorie de la lumière-est-onde. Et c'est exactement ce qu'il fit en 1818.

Crédit image : Université d'Auburn.

Il a imaginé que vous preniez une source de lumière ondulatoire et que vous la fassiez briller sur et autour d'un obstacle sphérique complètement noir, installant un écran derrière lui. De toute évidence, raisonna-t-il, vous verriez de la lumière sur l'écran indiquant l'extérieur de la sphère, et l'obscurité, ou une ombre, à l'intérieur.

Mais, calcula-t-il, si la théorie ondulatoire de la lumière était correcte, vous obtiendriez quelque chose de complètement absurde !

Crédit image : Robert Vanderbei.

Bien sûr, vous auriez de la lumière à l'extérieur et de l'ombre à l'intérieur, mais qu'est-ce que c'est au centre ? Poisson a prédit, en utilisant la théorie ondulatoire de la lumière, que vous obtiendriez en fait un point lumineux lumineux au centre même de cette ombre ! Comme c'était absurde ! Et par conséquent, raisonna-t-il, la théorie ondulatoire de la lumière était absolument folle et devait être fausse.

Difficile d'argumenter avec ça, n'est-ce pas?

Crédit image : Alexandre Sixdeniers, d'après un tableau d'Henry Scheffer.

Rencontrez François Arago, ancien Premier ministre français (entre autres). Peu de temps après la prédiction de Poisson, Arago a décidé de mettre la théorie à l'épreuve et a en fait réalisé l'expérience pour rechercher l'endroit "théoriquement absurde".

Que se passe-t-il si, en fait, vous effectuez cette expérience vous-même ?

Crédit image : Thomas Bauer à Wellesley.

Étonnamment, l'endroit est réel ! Si votre théorie est bonne, scientifiquement, c'est exactement ce qu'elle fera. Cela expliquera non seulement ce qui a déjà été observé, mais vous permettra de l'appliquer à de nouvelles situations et de faire des prédictions vérifiables sur ce que vous pouvez vous attendre à trouver. Plus la prédiction est folle et plus l'expérience est réussie, plus la théorie devient convaincante.

Et les exemples abondent. En 1927, Georges Lemaître a prédit que l'Univers serait en expansion, basé sur son application de la théorie d'Einstein de la Relativité Générale à l'Univers. La réponse initiale d'Einstein était : "Vos calculs sont corrects, mais votre physique est abominable."

Et pourtant, deux ans plus tard, Edwin Hubble a découvert, en fait, que plus une galaxie est éloignée de nous, plus elle s'étend rapidement loin de nous. La seule chose abominable était l'incapacité d'Einstein à reconnaître à quel point sa théorie était puissante.

Dans les années 1960, la théorie du Big Bang était très remise en question. Mais il avait une prédiction : qu'il y aurait un fond de rayonnement uniforme à très basse température dans l'Univers, imprégnant tout l'espace et apparaissant dans toutes les directions.

Crédit image : Service des parcs nationaux des États-Unis.

Mais en 1964, c'est exactement cela qui a été découvert, par Arno Penzias et Bob Wilson. Depuis, le Big Bang est - à juste titre - resté largement incontesté.

Et, bien qu'ils soient en dehors de mon expertise, il en va de même pour l'évolution et la sélection naturelle en biologie, ainsi que le réchauffement climatique en climatologie. Ce sont des théories, bien sûr, tout aussi solides et convaincantes que celles que j'ai décrites ci-dessus.

Ainsi, la prochaine fois que quelqu'un vous dira que le Big Bang, l'évolution ou le réchauffement climatique n'est qu'une théorie, vous saurez quoi faire.

Vous leur direz, oui, c'est la meilleure théorie. En science, c'est aussi proche que jamais de la certitude et de la vérité. Mieux nous le comprenons et le testons, plus il devient convaincant, valide et puissant. Et quand cela se produit, nous pouvons en tirer des leçons, trouver et identifier s'il y a un problème, et essayer de le résoudre.

Mais seulement si vous écoutez la bonne théorie.

Plus comme ça

Votre histoire est un peu décalée. Young était brillant, mais un mauvais communicateur. Il a fait l'expérience à deux trous d'épingle - un trou d'épingle, pas une fente -, fournissant une preuve irréfutable de la nature ondulatoire de la lumière - et personne ne l'a achetée. Finalement, il est sorti de la physique et est revenu à son amour d'enfance pour l'histoire et les langues (et a déchiffré une partie de la pierre de Rosette).

Un ingénieur français à la retraite, avec le nom terriblement familier de Fresnel, s'est rendu compte que vous pouviez obtenir plus de lumière (pas de laser à l'époque, donc les sources de lumière cohérentes étaient FAIBLES, généralement vous passiez le soleil à travers un trou d'épingle ou une fente précédent comme dans votre figure) en utilisant une fente. Et voilà!

Donc, l'expérience double PINHOLE de Young, l'expérience double fente de FRESNEL.

Truc cool. J'imagine toujours cette réponse à ce n'est qu'une théorie (IOAT) -
Tenez un stylo à mes côtés
Moi : Si je laisse tomber, va-t-il se diriger vers le sol ou le plafond ?
IOAT : Il tombera au sol
Moi pourquoi?
IOAT : gravité
Moi : Comment les scientifiques expliquent-ils la gravité ??

Quoi qu'il en soit - 2 questions sur votre discussion ci-dessus:
1. Qu'est-ce qu'un « rayon » spécifiquement ?
2. Que prédit la nature particulaire de la lumière à propos du point absurde ?

Quand je suis obligé de traiter avec des religieux enragés, je leur dis que les théories scientifiques sont construites de la même manière qu'une affaire circonstancielle est construite dans un tribunal. Le procureur recueille les preuves et construit son dossier (sa théorie) sur ce qui s'est passé. Il doit rendre compte de toutes les preuves ou son cas s'effondrera avec un seul contre-exemple ou un seul point de données qui ne correspond pas.

Malheureusement, cela ne fonctionne pas très bien parce que les religieux enragés sont également assez stupides pour "penser" que les accusés devraient être coupables jusqu'à ce que leur innocence soit prouvée. (à moins que ce ne soit eux-mêmes en procès, bien sûr). C'est une décennie après le 11 septembre et la majorité est encore trop stupide pour regarder au-delà des réactions instinctives.

L'affiche numéro 2 (Walt's Garage) soulève une bonne question sur ce qu'est un rayon. J'ai toujours entendu que ce débat portait sur la question de savoir si la lumière était constituée de particules ou d'ondes. Quelle est la relation entre un rayon et les particules ?

"Malheureusement, cela ne fonctionne pas très bien parce que les religieux enragés sont également assez stupides pour "penser" que les accusés devraient être coupables jusqu'à ce que leur innocence soit prouvée"

Bien sûr, il serait injuste de juger un homme innocent. )

La théorie du Big Bang a deux problèmes.

1) S'il a tout créé, cela nécessite que tout ce qui existe maintenant consiste en ce qui a précédé le Big Bang. Et selon la théorie du Big Bang, ce n'est rien. En d'autres termes : selon la théorie du Big Bang, tout ne consiste en rien. C'est une contradiction fondamentale. La théorie du Big Bang ne peut pas être correcte.

2) Si la théorie du Big Bang a créé l'univers, alors où s'est-il produit ? Cela a dû se produire nulle part. Il devait y avoir un non-lieu avant le Big Bang. En d'autres termes : le non-lieu doit avoir existé dans le lieu occupépied par quelque lieu tous lieux et tout-lieu.

Le gros problème avec la "théorie" est qu'elle a un sens différent dans la langue vernaculaire commune que dans la science. « Théorie » se traduirait par « hypothèse » dans le monde de la science.

Quand quelqu'un prétend "ce n'est qu'une théorie", il ne comprend pas qu'en science, la "théorie" est le plus haut niveau qui puisse être obtenu.

Oncle Jim !! Comme c'est évident quand tu le soulignes. Tu vas faire de la cosmologie et de la physique des hautes énergies sur le cul, mon garçon. Êtes-vous prêt pour la gloire, car dès que vous publiez, vous allez l'obtenir !
Oh, attends, oh putain. Il semble que vous attribuez une « prédiction » faite à l'aide de la théorie à paradoxale. Merde, ton tout premier mot est "Si" comme dans "Je ne sais pas exactement, mais et si"
Je viens de lire la théorie du big bang au café, et je suis aussi désolé d'informer ton cul boiteux que "la théorie" dit tout sur ce qui était avant, pourquoi, où, comment, ça dit tout foutre parce que, comme tout péon scientifiquement instruit le sait, les lois de la physique s'effondrent bien avant que vous n'atteigniez le point de singularité et il n'y a aucun moyen que cela puisse s'appliquer à une situation avant ou au début de l'expansion. Il n'a jamais, putain, jamais rien prédit auparavant, encore moins la conclusion concrète qu'il n'y avait rien.
D'où as-tu eu une idée aussi boiteuse, de toute façon ? Continuer :
2) Si la théorie du Big Bang a créé l'univers, alors où s'est-il produit ?

La théorie a créé l'univers. L'univers du big bang n'a pas eu lieu avant 1929 alors, car il n'y avait pas encore de théorie du big bang.
Chéri)

Cela ne signifie-t-il pas que nous devrions voir un bel endroit au centre de la lune éclipsée, à ces occasions où elle passe par le centre de l'ombre de la terre ?

Je n'ai jamais vraiment compris pourquoi Penzias et Wilson ont été jugés dignes du prix Nobel pour leur découverte accidentelle du bruit de fond relique du Big Bang.

Ils ne cherchaient pas ce qu'ils trouvaient.

Ils sont tombés sur un écart qu'ils ont pris pour du bruit et des interférences indésirables et, pour aggraver les choses, ils avaient besoin que tout leur soit expliqué par des scientifiques qui recherchaient activement ce sur quoi ils s'étaient trompés par inadvertance.

Les personnes qui ont fait l'analyse finale sont celles qui ont mérité le voyage à Stockholm et les médailles.

OncleJim, le BBT s'attend à ce que « rien » reste comme rien, une quantité totale d'énergie dans l'univers de zéro, en d'autres termes. De manière surprenante et non intuitive, c'est ce que nous voyons réellement. Lors du calcul de la quantité totale d'énergie dans l'univers, la gravité agit comme une énergie négative (les mathématiques expliquées en détail ici : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/gpot.html )

Quant à ce qui s'est passé "avant" le BBT, cela n'a pas d'importance lorsque l'on discute de la théorie elle-même car elle est en dehors du "champ de compétence" de la théorie. s à cause de l'attraction gravitationnelle vers le centre de la Terre, je n'ai pas besoin de pouvoir expliquer d'où vient la balle pour que ma théorie se tienne.

P.S>, tout le monde se sent le bienvenu pour corriger les erreurs ou les malentendus dans mon commentaire.

Ces "Chercheurs Climatiques" Global Warmist ne sont pas des scientifiques, et ce qu'ils font n'est pas de la science. L'idée que leurs modèles climatiques informatiques ont quelque chose à voir avec la science, ou même le monde réel, n'est pas prouvée. Ce qu'ils font peut avoir les attributs de la science, c'est-à-dire mesurer les cernes des arbres, etc. Mais ils n'ont qu'une hypothèse qui reste à prouver, et qui est de plus en plus indiquée comme étant incorrecte et fausse.

Votre article explique parfaitement pourquoi les alarmistes du réchauffement climatique ne sont pas des scientifiques. Ils ne font presque jamais de prédictions précises, au lieu de cela, ils regardent ce qui s'est déjà passé et invoquent une explication pour laquelle c'est « cohérent ». Pendant ce temps, les quelques prédictions qu'ils font ne semblent pas se réaliser, mais ils ont toujours une nouvelle explication prête.

En fait, l'expérience Penzias et Wilson était intéressante dans la mesure où son objectif principal n'était pas de confirmer le rayonnement de fond cosmique mais d'identifier une source de bruit sur les bandes micro-ondes qui donnait au système Bell et à leurs ingénieurs de sérieux problèmes.

J'appelle ça une découverte accidentelle. Mais celui qui a prouvé le big bang d'une manière élégante.

Cela ne signifie-t-il pas que nous devrions voir un bel endroit au centre de la lune éclipsée, à ces occasions où elle passe par le centre de l'ombre de la terre ?
Publié par : Nathan Myers | 17 juin 2011 02:24

Mis à part les erreurs factuelles déjà signalées ci-dessus, il y a le problème de l'argument du réchauffement climatique en ce qu'il n'y a jamais eu de grande expérience ou de résultat pour convaincre toutes les personnes à l'esprit scientifique que le réchauffement climatique est réel.

Il n'y a qu'un léger réchauffement statistiquement faible qui aurait été causé par une augmentation des niveaux de CO2. C'est loin d'être une grande expérience qui prouve qu'une théorie doit être prise au sérieux.

La corrélation n'est pas égale à la causalité. Milankovitch reste la théorie supérieure aux scientifiques objectifs. C'est pourquoi ils essaient de travailler à Milankovitch tout en déclarant que cela ne suffit pas en soi. Votre article se discrédite ainsi que la science en comparant de vraies expériences à de faibles corrélations.

Oncle Jim :
1) Si le BB a tout créé [FAUX : BB décrit les conditions dans l'univers primitif, il n'a rien "créé"], cela nécessite que tout ce qui existe maintenant consiste en ce qui a précédé le Big Bang [google up "inflation", qui est dès le début de l'univers, nous avons pu sonder un indice : pas de singularité, pas de « néant »]. Et selon la théorie du Big Bang, ce n'est rien [FAUX. Encore beaucoup de « quelque chose » là-bas, en fait tout, dans la période d'inflation qui a mis en place les conditions pour le BB, nulle part la théorie BB ne prétend venir du néant. je dois même creuser plus profondément dans la réalité pour celui-là.] En d'autres termes : selon la théorie du Big Bang, tout ne consiste en rien. C'est une contradiction fondamentale. La théorie du Big Bang ne peut pas être correcte. [Non, c'est seulement votre conclusion, basée sur des hypothèses erronées, qui est incorrecte.]

2) Si la théorie du Big Bang a créé l'univers, alors où s'est-il produit ? Cela a dû se produire nulle part. Il devait y avoir un non-lieu avant le Big Bang. En d'autres termes : le non-lieu doit avoir existé dans le lieu occupépied par quelque lieu tous lieux et tout-lieu.[BB n'a pas "créé" l'univers, c'est une description des conditions à un stade très jeune de l'univers. Et c'est arrivé PARTOUT. Vous persévérez dans l'hypothèse erronée que le BB était le début/l'origine, et ce n'est tout simplement pas le cas. Jusqu'à présent, nous pouvons revenir au BB et à la période inflationniste précédente, mais c'est aussi loin que nous pouvons regarder. Les origines de l'univers sont encore assez lointaines, mais comme indiqué précédemment, le « néant » est instable.]

Vous faites une erreur courante en supposant que le réchauffement climatique est une théorie unique et clairement énoncée, que toute revue rudimentaire de la littérature montrera n'est tout simplement pas vraie. C'est ce point qui provoque tout le brouhaha.

Ce que presque tout le monde accepte, c'est que l'augmentation du C02 atmosphérique augmentera les températures atmosphériques --> « réchauffera la terre ». Certaines personnes pensent que c'est une bonne chose, d'autres pensent que c'est une mauvaise chose.

La théorie qui n'est pas universellement acceptée est ce qui est mieux décrit comme le réchauffement climatique anthropique catastrophique (CAGW) - qui postule que l'augmentation du CO2 atmosphérique causée par l'homme provoquera des catastrophes de toutes sortes sur des périodes très différentes. Les catastrophes spécifiques et le calendrier dépendent de la saveur de votre théoricien CAGW. Il est en réalité composé d'un certain nombre d'hypothèses liées sur la relation entre le climat terrestre et diverses idées proposées sur la réponse future du climat à l'augmentation du CO2 et la réponse climatique de la terre à toute augmentation des températures qui en résulte.

C'est la théorie CAGW qui est généralement discutée lorsqu'elle est réfutée et qui est le plus souvent appelée « juste une théorie ». Il serait plus correct de l'appeler « un ensemble d'hypothèses non encore prouvées ».

L'alarmiste du réchauffement climatique a abandonné la méthode scientifique il y a longtemps. Votre analogie est amusante et votre logique est défectueuse. Veuillez lire Hawkings 'The Grand Design' et vous verrez peut-être la blague. Il y a tellement de problèmes avec votre déclaration, à tellement de niveaux différents, (comme vous pouvez le lire dans les commentaires ci-dessus) que je ne saurais pas par où commencer. Votre déclaration se lit comme de la propagande plutôt que comme un article réfléchi.

"Vous leur direz, oui, c'est la meilleure théorie. En science, c'est aussi proche que jamais de la certitude et de la vérité. Mieux nous la comprenons et la testons, plus elle devient convaincante, valide et puissante. Et quand cela se produit, nous pouvons en tirer des leçons, trouver et identifier s'il y a un problème, et essayer de le résoudre. »

Cela fonctionne définitivement pour l'évolution et la sélection naturelle.
Il y a des trous dans la théorie de Darwin, mais jusqu'à présent, c'est la meilleure théorie.

Ce n'est pas si bon avec le réchauffement climatique.
Vous voyez, vous n'êtes pas autorisé à essayer de REFUSER le réchauffement climatique.
Et c'est la première exigence d'une théorie.
Cela doit être répréhensible !

Si vous n'êtes pas autorisé à ESSAYER de le réfuter. Ce n'est plus une théorie ou une science.

Les défenseurs d'Evolution franchissent parfois cette ligne (lisez la décision de Pennsylvanie - sérieusement, le juge a dit que toute tentative de réfuter Evolution était par définition illégale) mais pas toujours, même pas habituellement.

Les partisans du réchauffement climatique ne se contentent pas de franchir la ligne, ils sautent deux pieds au-dessus.
vous souvenez-vous du raisonnement de M. mann pour ne pas montrer les données du « bâton de hockey » ?
(paraphrasé)
"Tout ce que je ferais, c'est de donner aux gens qui veulent détruire ce travail des informations pour le faire. Il n'y a pas besoin de vérification indépendante et de réplication de mon travail par quiconque est d'accord avec moi."
(Nous savons également maintenant que N'IMPORTE QUEL ensemble aléatoire de données insérées dans l'algorithme du Dr. mann produit un bâton de hockey - ainsi le bâton de hockey n'est même plus mentionné dans la société polie).

Test simple - si l'auteur disait qu'il a des doutes sur la science du changement climatique, mais que ces doutes pourraient être utilisés pour AMÉLIORER la théorie.
Obtiendrait-il des hochements de tête d'approbation ?
Ou viré ?

Mon pari?
Mis à la porte. Même s'il est titulaire.

Cela ne signifie-t-il pas que nous devrions voir un bel endroit au centre de la lune éclipsée, à ces occasions où elle passe par le centre de l'ombre de la terre ?
Publié par : Nathan Myers

wow â les ignorants de la science sont nombreux dans ce post. Le déni du Big Bang, le déni du réchauffement climatique - le tout sans aucun signe qu'ils peuvent faire quoi que ce soit au-delà de l'orthographe des sujets (par pour leur cours).

Lorsque la vitesse (distance/temps) approche de l'infini, la distance approche l'infini et/ou le temps approche zéro. Une vitesse ultime supposée implique une distance maximale supposée sur un temps minimum supposé. Notre vitesse observée pour la vitesse de la lumière dans le vide (la chose la plus rapide que nous observons) est généralement exprimée en 186 000 miles par seconde.

Notre convention est que les unités de distance sont des entités fixes alors qu'Einstein nous a appris que les unités de temps ne sont pas des entités fixes mais sont variables en fonction de la gravité et de la vitesse. Au fur et à mesure que la vitesse augmente, il est habituel de supposer qu'une certaine distance a changé au fil du temps, cependant, il peut tout aussi bien être vrai que la vitesse est générée par le temps qui diminue indépendamment de tout changement de distance. Eh bien, c'est la théorie de toute façon. peut-être un sournois.

Demander ce qui s'est passé avant le début de l'univers est une question dénuée de sens, semblable à demander ce qui est au sud du pôle Sud.

Le réchauffement climatique est donc une théorie qui fait des prédictions. Comment ces prédictions se sont-elles déroulées ?

Voyons, en 1965, les Warmistes nous ont dit que les températures seraient de 7 degrés plus élevées d'ici l'an 2000 et que New York et DC seraient sous l'eau. En 1988, James Hansen a prédit 3 scénarios de température différents, et les températures ont le plus suivi sa courbe "d'hypothèse nulle". En 2005, Al Gore nous a dit que nous verrions des ouragans plus fréquents et plus puissants frapper les États-Unis. Au lieu de cela, l'énergie cyclonique a chuté à plus de 30 ans.

Les théories ne sont utiles que lorsque les prédictions qu'elles font se réalisent. Pour les 5 exemples que vous faites ici, des centaines d'autres théories ont été proposées, mais n'ont pas réussi à prédire la réalité, elles ont donc été rejetées. Le réchauffement climatique ne rentre pas dans cette définition, et est en fait plus une foi religieuse qu'autre chose.

Vous utilisez beaucoup de structures de phrases passives pour éviter d'identifier qui rejette précisément les contre-arguments contre le changement climatique mondial. Un signe certain de paranoïa complotiste.

La réalité est que beaucoup ONT contesté le changement climatique mondial, et ces défis ont été réfutés. Mais comme les négateurs n'aiment pas ce résultat, cela devient un complot pour les faire taire. C'est fonctionnellement la même chose pour les négationnistes d'atterrissage lunaire. lorsqu'on leur montre des preuves pour réfuter leurs affirmations, ils invoquent le complot et se replient en mode victime en tant que génies incompris.

"Ce n'est pas si bon avec le réchauffement climatique.
Vous voyez, vous n'êtes pas autorisé à essayer de REFUSER le réchauffement climatique.
Et c'est la première exigence d'une théorie.
Cela doit être réfutable !"

La simple possibilité d'être traité de tête de caca en compagnie polie suffit à recroqueviller même le plus grand des esprits conservateurs. C'est ce que vous essayez de dire ?

Une "hypothèse" = une prédiction sur le résultat d'une ou plusieurs mesures.

Les hypothèses ne sont pas « prouvées ». Elles sont soit « étayées » par des faits, soit elles sont « falsifiées » par des faits. "Preuve" = toujours vrai, comme dans les preuves logiques en mathématiques. Vous pouvez collecter de nombreux faits pour étayer une hypothèse, mais à moins que vous ne fassiez des mathématiques ou de la logique, vous ne pouvez pas dire avec une certitude absolue (100,00 %) que personne ne trouvera jamais un fait contraire. Vous pouvez quantifier votre degré de certitude statistiquement, pour conclure par exemple qu'il n'y a qu'une chance sur (un grand nombre) que votre hypothèse soit incorrecte. Dans tous les cas, il suffit d'un seul fait vérifiable qui contredit votre hypothèse pour la "falsifier", démontrant qu'elle n'est pas correcte.

Une "théorie" = un énoncé sur le résultat d'un certain nombre d'hypothèses. Habituellement, mais pas toujours, les théories se développent à partir d'hypothèses étayées. Ils donnent lieu à plus d'hypothèses qui peuvent être testées. Plus ces dernières hypothèses sont soutenues, plus le soutien de la théorie globale est fort. Les théories les plus puissantes en science sont celles qui fournissent les explications les plus complètes des résultats observés et celles qui génèrent le plus grand nombre d'hypothèses qui sont ensuite soutenues.

Soit le climat change, soit il ne l'est pas. Soit l'activité humaine modifie le climat, soit elle ne le fait pas. A la question de la science s'ajoute la question de la politique : que faisons-nous à ce sujet ?

La question clé à se poser est « et si vous vous trompiez ? »

Si les partisans du changement climatique ont raison, nous devons construire une nouvelle infrastructure énergétique, et cela évitera un désastre.

Si les partisans du changement climatique se trompent, nous le construisons et cela s'est avéré inutile. Cependant, cela aura également produit une énorme quantité de nouvelles activités commerciales, d'emplois et de prospérité.

Si les négationnistes du changement climatique ont raison, nous n'avons pas besoin de faire quoi que ce soit de particulier, il suffit de continuer comme d'habitude, car il n'y a pas de catastrophe à éviter.

Si les négationnistes du changement climatique se trompent, nous ne faisons rien et sommes frappés par des catastrophes de grande ampleur.

Alors : où sont les avantages et les inconvénients ? Construire quelque chose dont nous n'avons finalement pas besoin ? Ou échouer à construire quelque chose qui aurait évité le désastre ?

Et appliquerons-nous le même raisonnement aux escaliers de secours et aux caves anti-tempête ?

« Si les partisans du changement climatique ont raison, nous devons construire une nouvelle infrastructure énergétique, et cela évitera une catastrophe.

Si les partisans du changement climatique se trompent, nous le construisons et cela s'est avéré inutile. Cependant, cela aura également produit une énorme quantité de nouvelles activités commerciales, d'emplois et de prospérité. »

Ou, nous abattons un tas de chameaux, jetons quelques milliers de milliards dans des pays du tiers monde pour des "crédits de carbone" dont Al Gore prend une bonne part, nous passons littéralement des décennies à faire ce non-sens pendant que nous "attendons et voyons" si l'hypothèse se concrétise en dehors.

C'est de la science ? Cela n'en a certainement pas l'air. Essayez de suggérer une expérience de plusieurs milliards de dollars qui prend des décennies pour atteindre un résultat incertain, qui peut s'avérer être absolument sans avantage pour l'humanité, et voyez combien de temps elle est financée.

En fait, cela ressemble beaucoup plus à ces panneaux d'affichage nous disant que l'Enlèvement est à nos portes. S'ils ont raison et que vous avez envoyé quelques milliers de dollars au bon prédicateur, vous allez au paradis. Sinon, vous perdez quelques milliers de dollars mais la vie continue.

kc, vos commentaires sont stupides jusqu'au bout, mais le commentaire sur Al Gore est de l'or pur et dur.

Une question pour les opposants au climat dans ce fil :

Quelles preuves faudrait-il pour vous convaincre que l'activité humaine est à l'origine du changement climatique ?

Bel article, dommage pour le lien avec le réchauffement climatique à la fin.

Il est ironique que vous suiviez ceci avec un bon article sur Heisenberg et l'incertitude. Il y a aussi une limite à notre capacité à comprendre le climat, en raison de deux problèmes scientifiques bien compris et prouvés. Ce sont : (1) que toute prévision du climat est un problème de condition initiale (c'est-à-dire qu'elle présente une divergence exponentielle par rapport aux conditions initiales), et (2) la dynamique Hurst-Kolmogorov au sein du système, ce qui limite fondamentalement notre capacité à interpréter changements climatiques à différentes échelles.

Malheureusement, lorsque vous tenez compte de ces deux facteurs, vous découvrez que ce que de nombreux scientifiques pensaient savoir sur le climat ne l'est tout simplement pas. Comme Al s'empressera de nous le rappeler.

Espérons que cela répond également à la question des journalistes. Les preuves du changement climatique doivent être testées par rapport à la véritable incertitude du comportement du système climatique, qui est régie par les limites décrites ci-dessus. Si des preuves irréfutables (par opposition aux statistiques agitant la main ou appliquées de manière incompétente) peuvent être trouvées montrant un moyen de contourner les limites ci-dessus, ou qu'un changement dépasse les limites ci-dessus, cela constituerait une preuve que j'accepterais. Bien entendu, sur cette question, je ne parle que pour moi, pas pour les autres.

C'est un terme chargé. Comprenez-vous même POURQUOI les Warmistes utilisent le terme « activité humaine » ?

C'est parce qu'ils n'ont PAS été en mesure de lier les émissions de CO2 à une quelconque augmentation des températures. S'ils le faisaient, ils diraient simplement les émissions de carbone, mais ils ne le peuvent pas.

Au lieu de cela, ils utilisent "l'activité humaine". C'est un terme absurde. L'équivalent scientifique de "Dieu l'a fait". Pourquoi le ciel est bleu? Dieu l'a fait. Pourquoi le globe se réchauffe-t-il ? Activité humaine. Dans les deux cas, la personne qui offre l'explication ne comprend pas la VRAIE explication, elle constitue donc un terme fourre-tout qui n'est pas réfutable.

Encore une fois, c'est plus la religion que la science à ce stade. Et au fait, vous posez exactement la MAUVAISE question. Rien dans la science ne peut être prouvé, c'est pourquoi un vrai scientifique essaie de réfuter leur hypothèse. Si le réchauffement climatique était vraiment une entreprise scientifique, ses adhérents se demanderaient ce qu'il faudrait pour changer d'avis et réfuter leur propre hypothèse, ne pas inventer des termes irréfutables et absurdes, puis exiger que d'autres les réfutent.

KC,
Je ne serais pas d'accord, lorsque vous suggérez que l'activité humaine est (en fait) un homme de paille/non liée.

D'après ce que j'ai étudié, il existe de nombreuses façons de changer notre climat (en bien ou en mal) comme un exemple peu connu, pendant trois jours après la tragédie du 911, une zone d'exclusion aérienne a été instituée à travers l'Amérique du Nord, pendant ces trois jours le pan le taux d'évaporation a considérablement augmenté, cette augmentation était manifestement due au manque de sous-produits du trafic aérien dans l'atmosphère, que ce soit bon ou mauvais n'est pas le problème, le problème est que nous avons un effet sur notre environnement.

Nous vivons dans un système qui change tout seul, bien que comme tout autre système nos actions soient pertinentes, nous sommes nombreux et nous nous efforçons tous de produire d'une manière ou d'une autre, vous pouvez sûrement voir que le système Terre est un système dynamique avec beaucoup d'entrées et beaucoup de sorties.

Bien sûr, nous affectons l'environnement. Mais dire que "l'activité humaine" est le problème signifie que la NON-activité est la solution. Les Warmists veulent-ils nous renvoyer à l'âge de pierre, juste au cas où ?

Non, ils ne disent pas ça. Ils veulent juste des taxes CARBONE. Si le carbone était le problème, les taxes sur le carbone pourraient faire partie de la solution. Mais si le carbone n'est pas et ne peut pas être lié au réchauffement climatique, pourquoi s'embêter à le taxer à moins d'avoir une arrière-pensée ?

C'est un jeu de coquille. Ils connaissent leur objectif, et ils essaient de masser la science pour y arriver. Comme cela a échoué, ils changent maintenant de stratégie en disant à tout le monde que la science est réglée pour qu'ils ne la regardent pas de trop près, puis ils déplacent les poteaux de but. Pas de lien entre le carbone et la température ? Appelez cela "activité humaine". Pas de réchauffement au cours des 10 dernières années, appelez-le "changement climatique" ou "étrangeté mondiale" ou tout autre terme non réfutable qu'ils retirent de leur rectum.

@Spence, Re "J'espère que cela répond également à la question des journalistes."

Je suppose que votre réponse est que la question est trop complexe pour faire des prédictions vérifiables de manière adéquate ? Dire que les preuves doivent être « convaincantes » par opposition à « agiter la main » est en soi une forme d'agiter la main, n'est-ce pas ? Plus précisément, c'est une tautologie, puisque je demande quelles pourraient être les preuves convaincantes. Vous semblez penser que c'est inaccessible. Allons-nous renoncer à essayer de savoir si l'activité anthropique est à l'origine du changement climatique ?

@KC : Je peux me tromper, mais cela ne semble pas être le bon blog pour vous. Cependant, je persévère. Puisque, à votre avis, j'ai posé "exactement la MAUVAISE question", je peux peut-être la reformuler juste pour vous : quelles preuves vous faudrait-il pour falsifier votre hypothèse, que les dizaines de milliers de scientifiques du climat sont dans une conspiration mondiale inculquer des taxes CARBONE ?

P.S. Le pluriel d'hypothèse est « hypothèses » et « le réchauffement climatique » (sic) n'est pas une « entreprise scientifique ».

Alors, kc, quelle est votre formation scientifique/mathématique/statistique ? Je veux savoir quelle formation vous avez reçue qui vous permet de comprendre les études et de conclure qu'elles sont fausses.

Je suppose que votre réponse est que la question est trop complexe pour faire des prédictions vérifiables de manière adéquate ?

Euh. non, vous vous trompez. Je n'avais pas l'intention de dire cela, même si les commentaires de blog sont souvent rédigés rapidement et peuvent contenir des erreurs, j'ai donc revérifié mon commentaire pour m'assurer qu'il était raisonnablement clair et ce que j'avais l'intention de dire.

À la relecture, je peux dire en toute sécurité que personne raisonnablement bien informé sur l'analyse des données ne conclurait ce que vous avez écrit à partir de mon commentaire.

Si vous voulez inventer vous-même des arguments, puis argumenter contre eux, soyez mon invité. C'est un internet gratuit. Je vous serais très reconnaissant de ne pas m'attribuer des allégations que je n'ai manifestement pas faites.

Vous posez ensuite une question plus pertinente sur ce qui constitue une preuve convaincante. Il est vrai que les niveaux de preuve requis sont, dans une certaine mesure, subjectifs et varient d'une discipline à l'autre et d'une personne à l'autre. Par exemple, en physique des particules, un résultat 2-sigma est généralement considéré comme médiocre, un résultat 3-sigma comme intéressant (peut-être une "preuve") et 5-sigma est la norme pour déclarer une découverte (peut-être une preuve convaincante). Comparativement, les essais cliniques en double aveugle peuvent considérer que 2-sigma ou 3-sigma suffisent pour déclarer un résultat.

Comme autre exemple, un homéopathe peut présenter une série d'exemples anecdotiques de personnes qui se sont améliorées sous leurs soins comme une forme de « preuve ». Ces preuves sont très faibles et non convaincantes, car les individus ne sont pas échantillonnés de manière objective, et de nombreuses personnes peuvent se rétablir d'une maladie sans aucune intervention sans un contrôle approprié et un test de signification, les preuves ne sont pas convaincantes. Vous pouvez également utiliser d'autres mots (par exemple, les preuves ne sont pas crédibles).

J'ai déjà exposé dans mon message ci-dessus les problèmes qui, selon moi, doivent être traités pour que je sois personnellement convaincu. C'est forcément subjectif et ça varie d'une personne à l'autre, mais c'est ce que vous avez demandé, et j'ai répondu. Mes attentes sont raisonnables, et de telles analyses sont traitables (bien qu'elles ne soient pas insignifiantes).

Le reste de votre message continue ensuite l'homme de paille que vous avez commencé depuis le début et ne nécessite aucune autre réponse de ma part.

Pourquoi ce fil? Je suppose que c'est parce que l'idée que ce que dit la science devrait guider la politique est intéressante. Mais quelles parties de la politique ? Peut-être que si cela était discuté, tout serait plus clair, que ce soit l'évolution (un ensemble bien validé d'explications des faits, mais pour autant que je sache PAS considéré comme une source de raisons impérieuses pour les grandes décisions économiques), ou le changement climatique est le sujet .

Je suis à peu près sûr que le climat varie et que de nombreuses activités humaines, y compris la combustion, ont un effet causal sur ce qui change, dans quelle direction, quand et à quelle vitesse. Je ne suis pas persuadé que ce qui se passe réellement ou susceptible de se produire soit encore particulièrement bien compris. Mais je suis convaincu que nous faisons des choses susceptibles de produire des affects perceptibles et pas forcément agréables.

Quand et si le climat est mieux compris, nous pouvons avoir une meilleure idée des effets qui pourraient se produire et avec quelle gravité.Et il y aura sûrement des progrès sur ce que nous pourrions faire pour atténuer les effets eux-mêmes ou les activités humaines suspectées, et cette atténuation améliorée entraînerait une diminution des niveaux d'incertitude, d'inconvénients et de coûts, à mesure que les connaissances sont acquises.

Maintenant, qu'en est-il de la politique. Étant donné que les problèmes impliquent des activités omniprésentes, son changement évident pourrait entraîner une incertitude et un coût considérables. Si nous pouvons apprendre à mieux évaluer et comparer ce que nous pensons savoir des coûts et des avantages de la politique actuelle avec ceux des alternatives, nous pourrons peut-être mieux décider si une alternative est préférable, et si oui, laquelle(s).

Il ne semble pas y avoir beaucoup de discussions à ce sujet.
Les partisans du changement soutiennent que des projections potentiellement dramatiques justifient une action dramatique et s'arrêtent là. Les opposants au changement soutiennent que les coûts dramatiques possibles du changement justifient de ne rien faire et de risquer des conséquences inconnues mais sans doute importantes, et s'arrêtent là. Certains disent que le Bangladesh ou la ville de New York pourraient être détruits, ce qui serait au mieux perceptible si cela était vrai, et demandent que tout ce qui peut être imaginé soit imposé. D'autres disent que commander au monde entier de changer son économie et de redistribuer sa richesse et son pouvoir est proposé, une pensée au mieux effrayante, et appellent à ignorer tout le sujet.

Rares sont ceux qui fournissent une analyse raisonnable des causes, des effets, des avantages, des coûts et des choix à arbitrer. Je ne suis pas sûr que la science puisse dire quels choix devraient être faits, mais j'espère que ceux qui s'intéressent à la question s'efforceront d'exposer les faits tels qu'ils les voient sur ces coûts et avantages.

J'aime toujours le pari de Pascal sur le réchauffement climatique.

"En relisant, je peux dire en toute sécurité que personne raisonnablement bien informé sur l'analyse des données ne conclurait ce que vous avez écrit de mon commentaire."

Mon Dieu Spence, mais tu es un dur à cuire. Vous écrivez comme un lycéen qui n'est pas aussi précoce qu'il le prétend, et puis vous pleurnichez comme un enfant quand vous êtes incompris par les locuteurs natifs de l'anglais.

Pendant ce temps, en relisant votre bêtise idiote, je trouve que votre "réponse" à ma question est exactement ce que je pensais que c'était la première fois. Trompez-vous vraiment vos professeurs avec ce mot salade ?

Donc. Je parle de la sensibilité aux conditions initiales et de la dynamique de Hurst-Kolmogorov, votre article par ailleurs sans contenu fait référence au mien en tant que "radotage idiot", et vous pensez que je suis le souffleur.

Sûr. Lorsque vous aurez fini de jeter vos jouets hors de la poussette, dites-moi quand vous serez prêt à parler de science.

En ce qui concerne la dynamique Hurst-Kolmogorov dans la génération d'un modèle, considérez-vous l'activité humaine comme forcée ou émergente, ou dépend-elle des circonstances individuelles. je me demandais juste.

1 centime
Se concentrer sur les insultes slinging signifie ne pas se concentrer sur une nouvelle compréhension.

2 centimes
Les niveaux d'oxygène préhistoriques ont atteint 35% en raison des premières plantes.

L'émergence des animaux terrestres a réduit le niveau d'oxygène à 21% d'aujourd'hui.

La Terre (terre, mer et atmosphère) est très différente en raison de l'activité humaine. Mais ce changement d'atmosphère signifie-t-il un réchauffement climatique en ce 21e siècle ?

3 centimes
Oui, le réchauffement climatique est la meilleure hypothèse scientifique de travail. Mais l'intérêt personnel des humains jusqu'à ce qu'une crise soit imminente (financière ou environnementale) est également une meilleure hypothèse de travail.

Ainsi, le débat politique sur le réchauffement climatique se poursuivra jusqu'à ce que le fleuve Colorado s'assèche. La ville de New York est entourée de digues et les Everglades sont récupérées par la mer.

Mais le monde scientifique est très ouvert à une hypothèse alternative bien argumentée.

Pendant ce temps, James Hansen est maintenant dans l'eau chaude pour avoir accepté des millions de dollars en espèces et des conseils juridiques "pro bono" des écologistes et de George Soros.

La science du changement climatique est désormais "trop ​​grande pour échouer". Il s'effondre par manque total de fondements, mais les classes politiques et environnementales le soutiennent à tout prix.

L'abattage sauvage de chameaux pour les crédits de carbone est toujours prévu, et le président Mao, euh je veux dire, Al Gore dit aux femmes d'avoir moins d'enfants.

Encore une fois, comme je l'ai dit dans mon tout premier post ici, la théorie est aussi bonne que les prédictions. Dans ce cas, c'est de la foutaise car aucune des prédictions ne s'est avérée. Tout scientifique qui se respecte l'aurait abandonné depuis longtemps. Mais parce qu'il y a une arrière-pensée, un geste post-hoc de la main est utilisé pour essayer de blanchir les échecs. Personne n'a tenté d'y remédier, comme d'habitude.

Sphere Coupler - merci pour la question réfléchie. Je vais offrir une réponse légèrement décousue - étant un commentaire de blog, je n'ai pas passé beaucoup de temps à le rédiger, alors je m'excuse si la réponse n'est pas aussi claire qu'elle pourrait l'être.

En termes de modélisation, je dirais que nous devons mettre en place la modélisation pour répondre à la question de l'examen. Mon hypothèse est que la question de l'examen serait posée quelque chose comme ceci : « Les humains ont-ils un effet discernable sur le climat de la terre ?

Qu'est-ce qu'un effet discernable ? Eh bien, cela pourrait signifier un certain nombre de choses. Mais pour commencer, que diriez-vous de le définir comme un changement dans la moyenne de la population de la température moyenne mondiale.

Pour tester cela, je proposerais que la dynamique de Hurst-Kolmogorov (H-K) soit utilisée pour capturer la variabilité naturelle du climat uniquement. Toute composante exogène (par exemple l'activité humaine) devrait être représentée comme un forçage plutôt que comme une propriété émergente.

Dans cet exemple, nous chercherions à déterminer si (1) la conséquence du forçage humain devrait dépasser la variabilité naturelle* et (2) si un tel changement dans la moyenne de la population serait détectable dans un contexte de variabilité naturelle HK .

Incidemment, détecter un changement dans la moyenne de la population (valeur d'équilibre, si vous voulez) n'est qu'un moyen de détecter un changement, il y en a d'autres. De plus, pour un système complexe tel que le climat, en particulier un système qui présente une dynamique H-K, ce n'est peut-être pas la meilleure approche pour détecter le changement.

Donc, dans ce contexte, j'aimerais revenir à votre question. L'activité humaine n'est pas une propriété émergente de la dynamique H-K. (La dynamique H-K pourrait être une propriété émergente de l'activité humaine, mais c'est une toute autre question !). En testant ce que nous comprenons du climat à l'aide d'un modèle contenant la dynamique H-K, je pense qu'à l'heure actuelle, cela est mieux réalisé en utilisant l'activité humaine comme forçage exogène.

J'espère que ce qui précède a du sens!

* Pour cela, nous pourrions utiliser d'autres modèles, que ce soit un simple modèle de type Arrhenius pour l'effet radiatif du CO2, un modèle plus complexe tel qu'un GCM, ou peut-être même un modèle régional pour évaluer les conséquences des influences climatiques régionales, telles que périmètres irrigués, déforestation, etc. Cela constituerait effectivement le modèle testé.

Encore une fois, à part la capacité de lire un communiqué de presse, quelles connaissances réelles avez-vous dans l'un des domaines pertinents ?

Nathan Myers a écrit : Cela ne signifie-t-il pas que nous devrions voir un bel endroit au centre de la lune éclipsée, à ces occasions où elle passe par le centre de l'ombre de la terre ?

Réponse : Oui, si le Soleil était une source ponctuelle, nous verrions la tache de Poisson. Mais, c'est une source étendue. Par conséquent, il existe un continuum de taches de Poisson à des emplacements légèrement différents et, par conséquent, la tache se perd dans le flou.

En ce qui concerne le changement climatique, toute personne alphabétisée en mathématiques/statistiques peut récupérer des données de température quotidiennes non éditées sur le site Web de la NOAA et effectuer sa propre analyse. J'ai fait. J'ai récupéré 55 ans de données d'une seule station météorologique ici dans le New Jersey. J'ai créé un modèle de régression qui tient compte de trois éléments : (1) les variations saisonnières, (2) les variations dues au cycle solaire et (3) une tendance linéaire. Mon modèle a correctement détecté la période et la phase (c'est-à-dire la date du minimum) du cycle solaire. Il a également donné une tendance linéaire de +3,6 degrés Fahrenheit par siècle. J'ai ensuite répété l'analyse pour environ 2000 sites répartis dans le monde entier. Les détails peuvent être trouvés ici.

J'invite tout le monde ici à faire les calculs vous-mêmes. Vous pourrez alors tirer vos propres conclusions.

Selon la NASA et d'autres sources, le CO2 représente 20 % de l'effet de serre direct, mais contrôle (comme un cadran de thermostat) jusqu'à 80 % du forçage radiatif total. Même si sa concentration (0,04 %) dans l'atmosphère semble faible aux profanes, c'est un important gaz à effet de serre.

Alors, pourquoi une personne sensée et rationnelle prétendrait-elle qu'une espèce capable d'élever le CO2 de 280 ppm à 400 ppm (une énorme augmentation relative depuis 1850) est en quelque sorte incapable de faire en sorte que ce gaz piège encore plus de chaleur ?

Aussi, ceux qui insistent sur le fait que le CO2 n'est qu'un "gaz trace" doivent se demander si l'absence de CO2 (c'est-à-dire 0,00%) ne transformerait pas la Terre en un réfrigérateur, incapable de supporter la plupart des espèces. Des études ont montré qu'il ferait exactement cela. Le fait est que vous ne pouvez pas jouer sur les deux tableaux avec l'argument "CO2 est bénin". Soit il retient la chaleur, soit il ne le fait pas.

Et peu importe, dans le contexte actuel, que le CO2 ait augmenté pour des raisons non anthropiques dans les époques anciennes. Nous sommes ici et c'est MAINTENANT. Débarrassez-vous de votre idéologie de paranoïa fiscale créationniste et affrontez les preuves.

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La puissance inégalée de l'expérimentation

"Celui qui aime la pratique sans théorie est comme le marin qui monte à bord d'un navire sans gouvernail ni boussole et ne sait jamais où il peut lancer." -Léonard de Vinci

Imaginez-vous dans l'histoire, cent ans après Isaac Newton. Ses traités sur une variété de sujets - mathématiques, astronomie, gravitation, mécanique et optique - avaient été vérifiés mieux que toutes les autres disciplines scientifiques de l'histoire jusque-là.

Beaucoup de ces domaines avaient également été développés plus avant, et il a été découvert que les théories de Newton servaient non seulement de base solide pour chacun de ces domaines, mais qu'elles fournissaient souvent des informations approfondies sur le fonctionnement fondamental de l'Univers lorsqu'elles étaient appliquées à de nouveaux phénomènes. .

Cela était vrai pour pratiquement tous les domaines susmentionnés, à une exception près : le comportement de la lumière.

Newton insistait sur le fait que la lumière se comportait comme un rayon, se réfractant, diffractant et réfléchissant selon les lois qu'il a énoncées dans son livre important : Opticks. A travers ce travail, il a pu rendre compte d'une multitude de phénomènes, dont le comportement des couleurs, tous vérifiables par l'expérience. En effet, la première phrase de son livre s'ouvrait ainsi :

Mon dessein dans ce livre n'est pas d'expliquer les propriétés de la lumière par des hypothèses, mais de les proposer et de les prouver par la raison et les expériences.

Mais 100 ans après Newton, une expérience a été réalisée qui ne pouvait pas être pris en compte par la conception de Newton.

Si vous faisiez passer un faisceau de lumière à travers une seule fente étroite, vous vous attendriez à ce qu'il arrive de l'autre côté, peut-être plus intense vers le centre même qu'à chaque extrémité lorsque vous vous éloignez. Si vous avez passé un faisceau de lumière à travers deux fentes, vous vous attendriez à deux pics centraux, chacun s'estompant à mesure que vous vous en éloignez. Du moins, ce serait vrai si la lumière était constituée de corpuscules ou de particules.

Mais lorsque l'expérience a été réalisée avec ces fentes très rapprochées, vous n'a pas finir par voir deux pics du tout, mais plutôt un grand nombre de pics, avec des espaces sombres entre eux.

Ce genre de phénomène pourrait ne pas être pris en compte avec toute théorie de la lumière basée sur les rayons (ou corpusculaire), mais exigeait plutôt que la lumière se comporte fondamentalement comme une vague. Lorsque Thomas Young a réalisé son expérience à double fente en 1799, il a reconnu que ce type de phénomène ne pouvait se produire que si - comme d'autres comme Huygens l'avaient théorisé auparavant - la lumière se comportait fondamentalement comme une onde. Ce même schéma d'interférence, avec constructif sommets et destructeur minima, était familière à quiconque avait réalisé l'expérience analogue avec les vagues d'eau.

Mais léger également semblaient également avoir des propriétés corpusculaires (ou semblables à des particules). Le traité de Newton sur les optiques, après tout, a été capable d'expliquer comment la lumière se réfléchissait et se réfractait parfaitement, sans traiter la lumière comme une onde. La nouvelle révélation - et les nouveaux résultats expérimentaux - n'ont pas du tout invalidé les plus anciens. Bien au contraire, si la lumière était vraiment une onde, elle devrait apparaître dans tous les cas où un comportement ondulatoire devrait se manifester.

Ainsi, les meilleurs théoriciens de l'époque, dont beaucoup étaient épris de l'infaillibilité de Newton, ont cherché à savoir si l'idée que la lumière était une onde conduisait à des prédictions absurdes.

Et en 1818, c'est exactement ce que le célèbre mathématicien et physicien français Siméon Poisson a entrepris de faire.

Il imagina ce qui se passerait s'il avait une source de lumière qui émettait une seule longueur d'onde - en supposant que c'était une onde, bien sûr - et qu'elle se répandait en quittant la source jusqu'à ce qu'elle rencontre un objet sphérique. La lumière qui frapperait la sphère serait soit absorbée, soit réfléchie, et il ne vous resterait qu'un anneau de lumière apparaissant sur l'écran derrière elle.

Mais si la lumière était vraiment une vague, vous auriez des phénomènes très bizarres, certains auxquels vous pourriez vous attendre et d'autres complètement peu intuitifs. Vous pourriez vous attendre à obtenir une série de franges claires et sombres à l'extérieur de la sphère, similaire au motif d'interférence observé dans la double fente. Mais quoi personne attendu était que les calculs de Poisson montraient que au centre même de l'ombre sur l'écran, il devrait y avoir un seul point lumineux, où la nature ondulatoire de la lumière interfère de manière constructive dans les endroits les plus improbables.

Quelle absurdité ! Et ainsi, Poisson a élégamment raisonné que la nature ondulatoire de la lumière était une notion ridicule, et doit être fausse.

Mais Poisson a commis le péché capital de l'orgueil théorique : il a tiré une conclusion sans pour autant effectuer l'expérience cruciale du tout! Les circonstances étaient particulièrement exaspérantes : il s'agissait d'un concours parrainé par l'Académie française des sciences pour expliquer la nature de la lumière, et le participant qui a proposé la théorie des ondes - Fresnel - a été essentiellement ri de la salle par Poisson, qui était l'un des juges. Mais le chef du comité a pris la défense de l'entrant et a décidé de faire ce qu'un scientifique doit faire en toute bonne conscience. François Arago, qui devint plus tard beaucoup plus célèbre en tant qu'homme politique, abolitionniste et même premier ministre de la France, réalisa lui-même l'expérience décisive, façonnant un obstacle sphérique et faisant briller une lumière monochromatique autour de lui. Le résultat?

J'ai moi-même appelé cela - comme beaucoup d'autres - la tache de Poisson dans le passé, mais je ne le ferai plus. Désormais, en l'honneur du scientifique qui mettre réellement la science à l'épreuve expérimentale, il sera connu sous le nom de Spot d'Arago !

Ce qui est peut-être le plus étonnant à ce sujet, c'est que si vous créez un obstacle parfaitement circulaire, l'intensité de la lumière au centre même est en fait égale à la complètement dégagé intensité, avec de petites franges circulaires autour du spot lui-même !

Ainsi, la prochaine fois que vous rencontrerez ce qui semble être une absurdité théorique, soit parce que vous croyez une telle chose doit être ainsi ou ne peux pas qu'il en soit ainsi, n'oubliez pas l'importance vitale de le mettre à l'épreuve expérimentale ! C'est le seul Univers que nous ayons, et quelle que soit la solidité de nos prédictions théoriques, elles doivent toujours être soumis à l'examen minutieux de tests incessants et continus. Après tout, vous ne savez jamais quels secrets l'Univers révélera sur lui-même jusqu'à ce que vous regardiez !


Histoire ft. Physique.

Vous remarquez quelque chose d'un peu différent ? Nous sommes allés de l'avant et avons implémenté une refonte du subreddit. Dites-nous ce que vous en pensez dans un sondage juste ici ! Et n'oubliez pas de consulter l'état du sous-marin en mai.

A gauche : Arago prouvant expérimentalement l'existence de la tache de Poisson.

À droite : Poisson trouvant le point prédit par la théorie ondulatoire de la lumière de Fresnel, pensant que cela réfute la théorie.

Quand j'entends parler de poisson, je ne peux pas m'empêcher de penser à un poisson. (Contexte : Poisson est un poisson en français)

Edit: appuyez accidentellement sur envoyer trop tôt

Salut. Pouvez-vous m'expliquer wtf tout cela signifie pour moi, un idiot?

C'est la beauté de la science par opposition aux religions, vous êtes récompensé si vous prouvez qu'une théorie est fausse ou juste.

Je ne peux pas lire ça comme "milkman"

Je n'avais pas réalisé que ce n'était que lorsque j'ai vu votre commentaire

Honnêtement, il a fallu attendre la lecture de votre commentaire pour réaliser que ce n'était pas un laitier

Je suis le laitier. Mon lait est délicieux.

C'est ainsi qu'on nous a un peu appris la géométrie. Nous avons été obligés de développer des preuves pour décrire des formes 2D/3D en prouvant mathématiquement que cela ne pouvait être AUCUNE autre forme avec AUCUN autre angle, etc.

C'est une très bonne perspective sur les choses à la fois la science, les mathématiques et au-delà. Ce n'est pas parce qu'une idée sonne bien et correspond aux trois objectifs finaux que nous voulons qu'elle fonctionne automatiquement. Et cela a aidé à préparer le terrain pour calc lorsque nous devions satisfaire cinq critères différents juste pour montrer qu'il était acceptable de commencer à résoudre un problème d'une manière particulière.


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Au centre même de chaque ombre, se trouve un petit point de lumière.

Eh bien, ce n'est presque jamais vrai. Mais cela peut être vrai si vous avez les bonnes conditions. Si l'objet est suffisamment circulaire et lisse, éclairé par des rayons de lumière suffisamment parallèles, alors le centre de l'ombre contient en fait une tache lumineuse. La tache est causée par la diffraction de la lumière autour du bord de l'objet, interférant de manière constructive au centre et interférant de manière destructive presque partout ailleurs. C'est une démonstration puissante de la propriété ondulatoire de la lumière, et il y a une histoire soignée derrière la façon dont elle a été théorisée pour la première fois et prouvée expérimentalement.

De nos jours, cette expérience n'est pas trop difficile à faire avec des lasers, et je voulais vraiment l'essayer avec notre équipement de laboratoire. Nous avons utilisé un laser et un filtre spatial pour étendre et nettoyer le faisceau (il y a des artefacts importants introduits par des imperfections du laser et de la poussière sur la lentille, ce qui rendait la tache impossible à voir autrement), et une pièce de monnaie canadienne commune pour projeter l'ombre . C'était étonnamment beau en personne et ma photo ne lui rend pas vraiment justice. Il y a aussi un maximum de diffraction brillant autour du bord de l'ombre qui était très brillant à l'œil.

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Oui, c'est tellement contre-intuitif. Que ce que vous vous attendriez à être la partie la plus sombre d'une ombre finit en fait par être la plus brillante, et en théorie peut être aussi brillante que si l'objet n'était même pas là !

En parlant de ça.

Je viens de répéter l'expérience à la maison, en utilisant mon laser vert de 120 mW et une configuration improvisée ridicule. En fait, je ne m'attendais pas vraiment à ce que cela fonctionne, mais cela a fini par fonctionner assez bien. Et j'étais aussi très curieux de voir à quoi cela ressemblerait de l'intérieur du spot.L'intensité du spot aurait été suffisamment faible pour être sans danger pour les yeux, mais le faisceau environnant ne l'était certainement pas, même après avoir été étendu, je n'ai donc pas osé essayer de le voir directement. Mais j'ai pensé que ce serait assez sûr pour la caméra. C'était, et c'est magnifique :

Photo du spot que j'ai obtenu cette fois. D'autres effets de diffraction intéressants apparaissent dans les coins inférieurs en raison de la façon dont je supporte la pièce. Je pense que les anneaux de diffraction autour de l'ombre ressortent aussi très bien ici.

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Juste spectaculaire. Vraiment impressionnant. Cela ressemble aux perles de Baily dans une éclipse solaire (juste c'est un phénomène complètement différent). Le montage expérimental a été fait par essais et erreurs ou vous avez commencé par quelques calculs ?
Ici, j'ai trouvé un autre exemple de ce que vous avez fait.

Maintenant, je me demande si cela peut être généré naturellement à l'échelle planétaire. Je veux dire, pendant une éclipse lunaire, cela ne peut pas être parce que le Soleil est loin d'une source ponctuelle et nous sommes probablement trop proches de la Lune pour que la diffraction se produise. Mais je me demande (trop paresseux aujourd'hui pour les calculs) s'il y a des endroits où cette configuration peut être accomplie. Si nous utilisons une étoile lumineuse ou peut-être la lumière provenant d'un trou noir qui s'accréte, nous pouvons nous éloigner extrêmement et avoir encore beaucoup de lumière (peut-être un système stellaire voisin) tout en gardant la taille angulaire de la source suffisamment petite (point- aimer). Alors une planète avec une lune ronde à de grandes distances de la planète pourrait avoir une ombre d'éclipse avec une tache arago à l'intérieur ?

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Wow, cette vidéo est spectaculaire aussi!

Pour ce que j'ai fait, aucun calcul n'était nécessaire, l'effet est assez indépendant de la taille de l'objet projetant l'ombre ou de la distance derrière laquelle vous le projetez. J'ai passé le laser à travers une loupe pour que le faisceau soit étendu (au-delà du point focal) à quelques fois la taille de la pièce après quelques mètres, puis j'ai placé la pièce dans le faisceau et projeté l'ombre. La tache commence à devenir visible au milieu de l'ombre pas trop loin au-delà de la pièce - quelques mètres. Vous seriez surpris de la rapidité avec laquelle la tache peut se former par la suite, puisque la lumière peut en fait se propager perpendiculairement à sa direction de déplacement ! Chaque point du front d'onde agit essentiellement comme une source de nouveaux fronts d'onde sphériques.

Il est important que la surface de l'objet projetant l'ombre soit très lisse. Une pièce avec des arêtes, comme le quart ou le centime américain, ne fonctionne pas. Un objet sphérique comme une bille fonctionnera (c'est le profil vu par les fronts d'onde entrants qui compte).

J'ai aussi pensé à savoir si l'effet pouvait se produire dans les éclipses. Pour la Terre et la Lune, le plus gros problème est que la surface lunaire est trop rugueuse. Nous pouvons utiliser les équations de la page wikipedia pour vérifier.

En supposant des rayons de lumière parallèles (ce qui est assez vrai de la lumière du soleil), la tache d'Arago se formera si :
1) [math] L = frac geq 1
2) [math] Delta r < sqrt

Pour la Lune projetant l'ombre, l'équation 1) impose la condition que l'observateur soit à moins de quelques milliers d'années-lumière. Aucun problème.

L'équation 2) impose la condition que, pour que la Terre se trouve à environ 360 000 km pendant l'éclipse totale, alors pour former une tache sur elle, la rugosité de la Lune doit être inférieure à environ 50 micromètres. Absolument lisse. c'est la vraie raison pour laquelle nous ne voyons pas l'effet dans les éclipses solaires, ou n'importe où ailleurs dans le système solaire. (Et une bonne chose aussi, sinon cela interférerait grandement avec la visualisation de la couronne solaire).

Pour comparaison avec la pièce (diamètre

1 cm, distance de projection ponctuelle

4 m), la taille maximale pour la rugosité est d'environ 0,1 mm. Très raisonnable pour une pièce.

Que faudrait-il pour voir un spot naturel Arago/Fresnel/Poisson depuis un corps céleste ? Cela se produit peut-être dans de larges systèmes binaires contenant une étoile à neutrons froide (bien que le temps de refroidissement d'une étoile à neutrons puisse être un problème). Les étoiles à neutrons ont un rayon d'environ 10 km et, en utilisant la formule de hauteur maximale du terrain, peuvent probablement avoir des caractéristiques de surface allant jusqu'à environ 1 mm de haut. En supposant que l'étoile partenaire soit suffisamment éloignée pour servir de source ponctuelle, à quelle distance le spectateur doit-il se trouver de l'étoile à neutrons pour voir la tache dans l'ombre ? Résoudre l'équation 2) pour [math] l et brancher et souffler, et c'est 40 000 km. Encore une fois raisonnable, et pourrait fonctionner avec une étoile semblable au soleil

Une dernière expérience que j'ai essayée était d'utiliser une pièce non circulaire. J'ai essayé le huard canadien à 1 dollar. Il ne produit pas la tache d'Arago. Cependant, comme le bord est toujours lisse et régulier (à 11 côtés), il produit un motif d'interférence vraiment net : une étoile à 11 côtés, bien que seulement 9 points soient visibles ici en raison de l'obscurcissement.

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Échelle plus grande (aragoscope) :

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Création d'un petit jeu dans RPG Maker MV en utilisant des captures d'écran de Space Engine. Le jeu était destiné à un défi sur une carte qui se déroulait sur les forums de la communauté RPG Maker. J'ai mentionné Space Engine dans le générique afin que tous ceux qui jouent le sachent.

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C'est un spectacle merveilleux. Je n'ai pas pensé à la rondeur. Je suppose que l'étoile à neutrons doit également être un rotateur très lent (quelque chose qui aurait du sens s'il avait été là pendant le temps nécessaire pour refroidir pour être un objet presque noir) pour éviter la propagation de la tache d'Arago en raison de la forme de l'objet.
Cela dit, je pense qu'une source plus éloignée serait préférable. Une étoile comme le soleil serait très très faible à 100 UA mais une étoile bleue située dans un système proche serait plus brillante et toujours ponctuelle. De plus, la formation d'un binaire large qui a un composant si ancien qui s'est refroidi jusqu'à la noirceur et un compagnon dans la séquence principale (ou toute étape de fusion) semble assez improbable, les deux auraient des origines complètement différentes avec cette différence d'âge.
Pour la distance de la planète (l'écran où l'on veut projeter l'ombre et la tache d'Arago) elle pourrait être beaucoup plus proche de l'étoile à neutrons. La lentille gravitationnelle pourrait jouer un rôle énorme ici, diffractant la lumière encore plus loin vers le foyer gravitationnel de l'étoile à neutrons. Si j'ai raison, cela ferait rétrécir l'ombre de l'éclipse et la tache arago serait beaucoup plus concentrée et lumineuse. Si elle est trop éloignée, la planète pourrait ne pas avoir même l'ombre de l'éclipse (si elle est plus éloignée du foyer gravitationnel au moment de l'alignement, elle verrait un anneau d'Einstein brillant et pas l'obscurité totale). Je me demande si ces conditions rendent la distance entre l'étoile à neutrons et la planète trop courte pour que cela se produise (roche limite courte).
Si cela est possible, je me demande si cette configuration va avoir lieu ne serait-ce qu'une seule fois, quelque part, à travers toute l'histoire de l'Univers. Ce serait un événement très très très délicat et exclusif à voir.
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DERNIER HORS SUJET
Comme je spécule beaucoup et que je ne fais rien pour avoir au moins un ordre de grandeur, je veux aussi parler d'un autre système optique d'échelle astronomique auquel j'ai pensé à la diffraction à fente unique utilisant des planètes. Je pense que c'est impossible mais peut-être que quelqu'un a une idée de comment. Deux objets planétaires pourraient s'aligner pour former une seule fente dans la perspective d'un troisième en utilisant une étoile comme source. L'alignement serait extrêmement fortuit et la durée serait très brève. Y aurait-il un instant (juste avant que les deux ombres n'entrent en contact) sur lequel un motif de diffraction pourrait être projeté dans la "planète écran" ? Je suppose que c'est impossible à cause des distances impliquées et de la nécessité d'une séparation dans l'ordre des longueurs d'onde de la lumière visible. De plus, les planètes qui font la fente devraient être dans le même plan, n'est-ce pas ? Nous aurions besoin d'eux pour entrer en collision? Je pense que c'est évidemment absurde, mais juste pour faire un petit remue-méninges à ce sujet.
Ici, j'ai les deux planètes bombardées d'ondes radio à basse fréquence. Mettez le schéma de couleurs 3 et observez les ondes interférer avec elles-mêmes. Il y a un modèle de diffraction émergeant vers la gauche. Ce sont des ondes radio donc rien à voir avec les phénomènes optiques que je recherche.

Un autre sujet intéressant pourrait être celui des anneaux en tant que réseaux de diffraction. Des motifs périodiques à l'échelle de 100 mètres ont été observés dans les anneaux de Saturne. Ces modèles peuvent être considérés comme des réseaux de diffraction pour les ondes radio. Quelque chose qui a été détecté à l'aide de Cassini. Je me demande s'il pourrait y avoir une situation dans laquelle des motifs de diffraction colorés émergent dans le domaine visible près des anneaux planétaires. Je suppose que c'est également absurde car il devrait y avoir une certaine périodicité dans la structure en anneau avec des répétitions tous les 0,1 micromètres, et même les grains eux-mêmes sont trop gros pour cela. Mais bon, une idée intéressante, et aussi intéressante de voir ça dans la gamme radio.


La lumière à travers les âges : de la Grèce antique à Maxwell

L'étude de la lumière a été un sujet majeur dans l'étude des mathématiques et de la physique depuis la Grèce antique jusqu'à nos jours. Cette étude a parfois été de nature hautement mathématique alors qu'à d'autres moments, elle a plus de pertinence pour d'autres disciplines scientifiques. Dans cet article, nous jetons un regard général sur le sujet, bien que nous mettrons l'accent sur ses aspects plus mathématiques.

Les premières idées grecques sur la philosophie naturelle, et en particulier sur la nature de la lumière, influenceront le monde pendant deux mille ans. Empédocle, au Ve siècle avant JC, postula que tout était composé de quatre éléments feu, air, terre et eau. Il croyait qu'Aphrodite avait fait l'œil humain à partir des quatre éléments et qu'elle allumait le feu dans l'œil qui brillait de l'œil rendant la vue possible. Maintenant, bien sûr, si cela était vrai, on pourrait voir la nuit, donc Empédocle savait que les choses étaient un peu plus compliquées que cela et a postulé une interaction entre les rayons des yeux et les rayons d'une source telle que le soleil.

Tout le monde ne croyait pas que la vue s'expliquait par un faisceau venant de l'œil. Lucrèce a écrit dans Sur la nature de l'Univers (55 avant JC) :-

Malgré cette vue remarquablement précise, les vues de Lucrèce n'étaient généralement pas acceptées et la vue était toujours considérée comme émanant de l'œil.

Bien avant Lucrèce, Euclide avait fait une étude mathématique de la lumière. Il a écrit Optique Ⓣ vers 300 avant JC dans lequel il a étudié les propriétés de la lumière qu'il a postulée voyagé en ligne droite. Il a décrit les lois de la réflexion et les a étudiées mathématiquement. Il a mis en doute que la vue est le résultat d'un faisceau de l'œil, car il demande comment si l'on ferme les yeux, puis les ouvre la nuit, on voit les étoiles immédiatement. Bien sûr, si le faisceau de l'œil voyage infiniment vite, ce n'est pas un problème. Vers l'an 60 après JC, Heron a fait l'observation intéressante que lorsque la lumière est réfléchie par un miroir, elle se déplace le long du chemin de moindre longueur. Ptolémée, environ 80 ans après Heron, a étudié la lumière dans son travail d'astronomie. Grâce à des mesures précises des positions des étoiles, il s'est rendu compte que la lumière est réfractée par l'atmosphère.

La plus grande percée dans les temps anciens a été faite par al-Haytham vers 1000 après JC. Il a soutenu que la vue n'est due qu'à la lumière entrant dans l'œil provenant d'une source extérieure et qu'il n'y a pas de faisceau provenant de l'œil lui-même. Il a donné un certain nombre d'arguments à l'appui de cette affirmation, le plus convaincant étant la camera obscura, ou sténopé. Ici, la lumière passe à travers un trou d'épingle brillant sur un écran où une image inversée est observée. Quiconque visite Édimbourg en Écosse devrait aller voir la camera obscura près du sommet du Royal Mile et s'émerveiller de l'efficacité de la camera obscura dans cette attraction touristique agréable.

Maintenant, al-Haytham a soutenu à juste titre que nous voyons des objets parce que les rayons de lumière du soleil, qu'il croyait être des flux de minuscules particules voyageant en ligne droite, sont réfléchis par les objets dans nos yeux. Il a compris que la lumière doit voyager à une vitesse grande mais finie, et que la réfraction est causée par le fait que la vitesse est différente dans différentes substances. Il a également étudié les miroirs sphériques et paraboliques, et a compris comment la réfraction d'une lentille permettra de focaliser les images et d'effectuer un grossissement. Il a compris mathématiquement pourquoi un miroir sphérique produit une aberration.

Les érudits européens qui ont suivi al-Haytham ne connaissaient pas son travail. Il n'était pas largement disponible en Europe jusqu'au dernier quart du 16 e siècle. Cependant, sans faire d'avancées majeures sur les Grecs, certains Européens ont fait quelques améliorations. Grosseteste, vers 1220, a souligné l'importance des propriétés de la lumière pour la philosophie naturelle et a à son tour préconisé l'utilisation de la géométrie pour étudier la lumière. Il a avancé des théories de la couleur, cependant, qui ont peu de mérite. Roger Bacon, environ 50 ans plus tard, a continué à suivre son professeur Grosseteste en croyant à l'importance de l'étude de la lumière et il est arrivé à quelques conclusions correctes déduites d'expériences menées de manière très scientifique. Il croyait que la vitesse de la lumière est finie, a étudié les lentilles convexes et a préconisé leur utilisation pour corriger la vue défectueuse. À peu près au même moment où Roger Bacon travaillait sur l'optique en Angleterre, Witelo étudiait les miroirs et la réfraction de la lumière et écrivit ses découvertes dans Perspective Ⓣ qui fut un texte standard sur l'optique pendant plusieurs siècles.

Suite à cela, la compréhension de l'utilisation d'une lentille s'est améliorée et, en 1590, Zacharius Jensen a même utilisé des lentilles composées dans un microscope. La première personne à faire un pas en avant significatif après l'époque d'al-Haytham, cependant, fut Kepler au début du 17 e siècle. Kepler a travaillé sur l'optique et a proposé la première théorie mathématique correcte de la camera obscura. Il a également donné la première explication correcte du fonctionnement de l'œil humain, avec une image à l'envers formée sur la rétine. Il a correctement expliqué la vision courte et longue. Il a donné le résultat important que l'intensité de la lumière observée à partir d'une source varie en raison inverse du carré de la distance de l'observateur à la source. Il avait tort, cependant, en affirmant que la vitesse de la lumière est infinie. Il a publié ses résultats ont été publiés dans Suppléments à Witelo, sur la partie optique de l'astronomie (1604) . En fait une découverte importante avait été faite plus tôt par Thomas Harriot lorsqu'il découvrit la loi sinusoïdale de la réfraction de la lumière en 1601, mais il n'en publia pas le résultat.

Le travail de Kepler était une belle pièce de mathématiques, mais les gens ne croyaient pas que l'œil créait une image à l'envers sur la rétine. L'argument selon lequel nous n'observons pas le monde à l'envers semblait convaincant. Seulement cinq ans environ après la publication des travaux de Kepler, Galilée a construit un télescope, suivant les idées de Hans Lippershey des Pays-Bas qui en avait construit un l'année précédente. Galilée a tourné son télescope sur Jupiter en 1610 et a observé ses quatre lunes principales. Thomas Harriot en Angleterre a observé les lunes de Jupiter la même année. En 1611 Kepler publie dioptrique Ⓣ qui était un autre travail important sur l'optique. Il décrivait comment on pouvait assembler des objectifs pour donner ce qu'on appelle aujourd'hui un téléobjectif. Il décrivait également une réflexion interne totale mais n'a pas réussi à donner la loi correcte de réfraction de la lumière, le résultat de Harriot étant inconnu de Kepler (ou de quiconque) bien que les deux aient correspondu.

Willebrord Snell découvrit la loi sinusoïdale de la réfraction de la lumière en 1621 mais, comme Harriot, il n'en publia pas le résultat. Le premier à publier la loi fut Descartes en 1637 . Dans était contenu dans La Dioptrique publié en supplément à Discours de la méthode pour bien conduire sa raison et chercher la vérité dans les sciences . Descartes et Fermat ont poursuivi une discussion après cette publication (voir [47] pour plus de détails) et Fermat a initialement supposé qu'ils étaient parvenus à une loi différente puisqu'ils étaient partis d'hypothèses différentes. Fermat a proposé que la lumière suive le chemin le plus court, permettant de déduire mathématiquement la loi de réfraction de Snell. D'autres contributions de Descartes à cette époque étaient sa croyance en l'argument mathématique de Kepler qui montrait que l'image formée sur la rétine de l'œil devait être à l'envers. Il a mené une expérience avec l'œil d'un bœuf mort, en grattant la rétine et en voyant qu'en effet l'image était à l'envers. Certaines des affirmations de Descartes étaient fallacieuses comme sa croyance que la vitesse de la lumière est infinie. Il a déclaré, assez bêtement, qu'il a fondé sa philosophie sur ce fait. Voir [ 38 ] pour plus de détails sur les raisons pour lesquelles Descartes était si fortement convaincu.

En 1647, Cavalieri publia une importante contribution à l'optique lorsqu'il donna la relation entre la courbure d'une lentille mince et sa distance focale. Inspiré par les découvertes de Kepler sur la lumière, James Gregory avait commencé à travailler sur les lentilles et dans Optica Promota Ⓣ (1663) il a décrit le premier télescope à réflexion pratique maintenant appelé le télescope grégorien. En fait, Gregory a fait une découverte fondamentale sur la lumière quelques années plus tard à St Andrews. Il découvrit la diffraction en laissant passer la lumière à travers une plume mais il ne fut pas le premier à étudier ce phénomène puisque Grimaldi l'avait étudié quelques années plus tôt. Voici la description de Grégory : -

La référence à Newton nous amène à la personne qui a révolutionné la réflexion sur la lumière. Nous regardons maintenant le dernier tiers du XVII e siècle, période où vont être avancées les grandes théories de la lumière. Ceux-ci ont résulté des contributions de Huygens, Hooke et Newton et deux théories opposées ont été soutenues. Dans les années 1660, Gassendi avait avancé la théorie des particules, suggérant que la lumière était composée d'un flux de minuscules particules, tandis que Descartes suggérait que l'espace était rempli d'un « plénum » qui transmettait la pression d'une source lumineuse sur l'œil. La théorie des ondes de Huygens et Hooke était un développement des idées de Descartes où maintenant ils proposaient que la lumière soit une onde à travers le plénum, ​​tandis que Newton soutenait la théorie selon laquelle les rayons lumineux étaient composés de minuscules particules. Examinons d'abord la contribution majeure de Newton.

Lorsque Newton a expérimenté le passage de la lumière à travers un prisme de verre triangulaire vers 1666, il était bien connu qu'un spectre de couleurs était produit. Il y avait une explication standard à cela, à savoir que la lumière pure tandis que était en quelque sorte corrompue en passant à travers le verre. Plus il devait voyager loin dans le verre plus il était corrompu, d'où les différentes couleurs qui en ressortaient. Newton a réalisé une expérience très simple. Il a placé un deuxième prisme triangulaire dans le trajet des faisceaux de lumière colorée émergeant du premier prisme triangulaire, mais il a placé le deuxième prisme à l'envers qui se tient sur sa pointe. Les rayons de lumière colorés sont entrés dans ce deuxième prisme et un seul rayon de lumière blanche a émergé.

Maintenant qu'elle avait traversé les deux prismes, la lumière avait traversé une plus grande distance de verre que si elle en avait juste traversé un, et elle aurait dû être encore plus corrompue, mais ce n'était pas le cas. La véritable explication était claire pour Newton. La lumière blanche n'était pas pure comme on le croyait, elle était composée de lumière de différentes couleurs qui se combinaient pour donner une lumière blanche. Newton a maintenant utilisé sa compréhension des couleurs pour concevoir des télescopes qui avaient le moins d'aberrations chromatiques possible. Il comprenait maintenant ce qui causait l'aberration chromatique, les franges colorées observées autour des objets observés à travers un télescope. C'était une conséquence presque nécessaire de l'utilisation de lentilles. Pour éviter le problème, Newton a conçu un télescope à réflexion.

En 1672, Newton publia sa théorie de la couleur dans le Transactions philosophiques de la Royal Society et il y donna la preuve expérimentale que la lumière est composée de minuscules particules. Quelques années plus tôt, un autre membre de la Royal Society, Robert Hooke, avait publié une théorie ondulatoire de la lumière et sa propre théorie des couleurs. Il a réagi au papier de Newton en affirmant que ce qui était original dans le papier était faux et que ce qui était correct dans le papier lui avait été volé. Dans [ 3 ] Nakajima discute de la controverse Newton-Hooke de 1672 :-

L' effet de l' argument était d' empêcher Newton de publier sa théorie complète de la lumière jusqu'après la mort de Hooke en 1703 . Signalons cependant que les vues de Newton ont subi des changements entre 1672 et la publication de Optiques en 1704. Ceux - ci sont examinés attentivement dans [ 41 ] .

Hooke n'était pas le seul à s'opposer à la théorie de la lumière de Newton. Huygens développait sa théorie ondulatoire de la lumière à cette époque et en 1678, il la fit élaborer dans tous ses détails mathématiques bien qu'il ne publia pas son Traité de la lumière jusqu'en 1690. Comme Newton, l'intérêt pour les télescopes avait poussé Huygens à essayer de comprendre la nature de la lumière. Il a proposé une théorie des ondes, mais bien sûr, une onde doit traverser un milieu, donc le modèle de Huygens incluait un éther omniprésent qui transporte l'onde. Ceci est similaire à la façon dont les ondes sonores voyagent. Les ondes sonores voyagent dans l'air et si une cloche est placée dans le vide, rien n'est entendu. De même, croyait-on, les ondes lumineuses avaient besoin d'éther pour voyager. C'était une théorie magnifiquement élaborée et expliquait la plupart des phénomènes observés de la lumière tels que la réflexion, la réfraction, la diffraction, etc.

Après la mort de Hooke, Newton a publié Optiques en 1704. Il discutait de la théorie de la lumière et de la couleur et traitait des recherches sur les couleurs des feuilles minces, les «anneaux de Newton» et la diffraction de la lumière. Pour expliquer certaines de ses observations, Newton a dû argumenter que les corpuscules de lumière créaient des ondes dans l'éther. Cependant, le travail a fortement plaidé en faveur d'une théorie corpusculaire de la lumière, l'argument le plus révélateur étant que la lumière se déplace en lignes droites mais que les ondes se plient dans une région d'ombre. Il y avait un moyen possible de faire la distinction entre la théorie corpusculaire de Newton et la théorie ondulatoire de Huygens. Dans la première théorie, il était nécessaire que la lumière se déplace plus rapidement dans un milieu plus dense, tandis que dans la seconde théorie, la lumière devait se déplacer plus lentement.

En fait, la vitesse de la lumière avait été calculée par Römer quelques années avant que Huygens ne termine sa théorie des ondes. En 1676, Römer a utilisé les données des éclipses des lunes de Jupiter pour obtenir la première valeur raisonnable de la vitesse de la lumière. Il s'est rendu compte que la raison pour laquelle le temps entre les éclipses des lunes de Jupiter par la planète était plus courte lorsque la Terre du même côté du soleil que Jupiter et est devenue plus longue lorsque la Terre et Jupiter se sont déplacés vers les côtés opposés du soleil était due au temps lumière pour traverser la distance accrue. Il a calculé la vitesse à 225 000 km par seconde, plutôt que la valeur correcte de 299 792 km par seconde, mais c'était une réalisation remarquable et une preuve définitive que la vitesse de la lumière est finie. Cependant faire la distinction entre la théorie ondulatoire et la théorie corpusculaire avec des expériences sur la vitesse était tout à fait impossible à cette époque. Ce ne sera qu'en 1850 que Foucault montra que la lumière voyageait plus lentement dans l'eau que dans l'air montrant que Newton avait tort.

Au XVIII e siècle, la plupart des opinions se sont rangées du côté de Newton. Il avait eu raison sur tant de choses qu'on supposait généralement qu'il devait avoir raison sur le fait que la lumière était corpusculaire. Cependant, tout le monde n'était pas d'accord au XVIIIe siècle et quand Euler publia ses travaux sur l'optique Nova theoria lucis et colorum Ⓣ en 1746, il militait fortement en faveur d'une théorie ondulatoire de la lumière. La diffraction était le phénomène le plus difficile à expliquer avec une théorie corpusculaire, et Euler l'a utilisé pour soutenir sa théorie des ondes. Il a fortement plaidé en faveur d'une analogie entre la lumière et le son et par conséquent pour l'éther qui transportait les ondes lumineuses comme l'air transporte les ondes sonores. Le soleil, disait Euler, est "une cloche qui fait sonner la lumière". La théorie d'Euler était en fait la deuxième version de sa théorie ondulatoire de la lumière et les détails des deux théories sont examinés dans [ 24 ] .

Peu de progrès avaient été accomplis entre les Optiques de 1704 et les travaux d'optique d'Euler. Le plus important est peut-être le calcul de James Bradley de la vitesse de la lumière en 1727. C'était encore une méthode astronomique, mais Bradley a utilisé des observations de l'aberration de la lumière des étoiles. Il s'agit du léger changement apparent dans la position des étoiles causé par le mouvement annuel de la Terre. Il convient de noter que les travaux de Bradley ont fourni la première preuve directe que la Terre tourne autour du soleil.

Le soutien d'Euler à la théorie des ondes n'a guère changé la croyance générale en la théorie corpusculaire. Dans [ 22 ] Hakfoort étudie l'œuvre de Nicolas Béguelin de 1772 :-

Cette description est tout à fait correcte mais elle était difficile à accepter pour les gens. Il y a quelque chose de très contre-intuitif à prétendre que deux rayons de lumière pourraient, dans certaines conditions, s'ajouter pour donner l'obscurité. Notons que Young a fait d'autres découvertes notables sur la lumière, en particulier il s'est rendu compte que la vision des couleurs était due au fait que l'œil avait des récepteurs dont chacun était sensible à l'une des trois couleurs rouge, vert ou bleu.

Deux scientifiques qui ont contribué à comprendre que la lumière peut être polarisée lorsqu'elle est réfléchie par une surface étaient Malus et Brewster. La découverte de Malus de la polarisation de la lumière par réflexion a été publiée en 1809 et sa théorie de la double réfraction de la lumière dans les cristaux a été publiée l'année suivante. Malus a transformé l'optique géométrique en l'étude des lignes droites et de leur réflexion et réfraction sur les surfaces, voir [ 10 ] pour plus de détails. La publication de Brewster en 1811 a donné ce qu'on appelle aujourd'hui la loi de Brewster, à savoir que la polarisation maximale d'un faisceau lumineux se produit lorsqu'il frappe la surface d'un milieu transparent de sorte que le rayon réfracté fait un angle de 90° avec le rayon réfléchi.

Des lignes sombres dans le spectre de la lumière avaient été observées pour la première fois en 1802 par William Wollaston, mais leur explication correcte a dû attendre quelques années jusqu'à une enquête plus approfondie de Joseph von Fraunhofer qui a mesuré les positions exactes de plus de 500 de ces lignes.

Un triomphe majeur de la théorie ondulatoire de la lumière est venu grâce aux travaux de Fresnel. Il ne semble pas avoir été au courant des théories ondulatoires de Huygens, Euler ou Young mais a élaboré sa propre théorie ondulatoire. L'expérience qu'il a réalisée et qui l'a convaincu que sa théorie des ondes était correcte consistait à placer une petite obstruction sur un chemin de lumière et à examiner les motifs de diffraction formés dans l'ombre. En 1817, l'Académie des sciences française a proposé comme sujet de prix pour le Grand Prix 1819 une théorie mathématique pour expliquer la diffraction. Fresnel a écrit un article donnant la base mathématique de sa théorie ondulatoire de la lumière et en 1819, le comité, avec Arago comme président, et comprenant Poisson, Biot et Laplace se sont réunis pour examiner son travail.

C'était un comité qui n'était pas bien disposé à la théorie ondulatoire de la lumière, croyant surtout au modèle corpusculaire. Cependant Poisson était fasciné par le modèle mathématique que Fresnel proposait et réussit à calculer certaines des intégrales pour trouver d'autres conséquences. Il a écrit [ 1 ] :-

Fresnel a reçu le Grand Prix et son travail était un argument de poids pour une théorie des ondes transversales de la lumière. Fresnel et Arago ont ensuite entrepris d'autres travaux, expliquant la polarisation de la lumière avec leur théorie. Dans les années 1820 et 1830, la diffraction a été étudiée par un certain nombre de scientifiques, Fraunhofer a publié sa théorie en 1823 tandis que douze ans plus tard, Airy a calculé mathématiquement le diagramme de diffraction produit par une ouverture circulaire. Les avancées majeures suivantes étaient dues à Faraday et Maxwell et, dans un certain sens, elles complétaient la compréhension « classique » de la lumière. Par « classique » nous entendions ici la pré-relativité et la théorie pré-quantique. Nous étudierons les développements à l'ère de la relativité-théorie quantique dans un article séparé voir La lumière à travers les âges : Relativité et ère quantique. Avant de passer aux contributions majeures de Faraday et Maxwell, examinons brièvement quelques autres contributions du milieu du 19 e siècle.

Fizeau, en 1849, fut le premier à calculer la vitesse de la lumière sans recourir à une méthode astronomique. Il a utilisé une roue rotative à 720 dents pour décomposer un faisceau lumineux en une série d'impulsions. Un miroir partiellement réfléchissant a envoyé de la lumière à travers la roue tandis que d'autres la traversaient. La lumière qui a traversé la roue a été envoyée sur un voyage de 17 . 3 kilomètres avant d'être réfléchie pour interférer avec la lumière qui avait traversé le miroir partiellement réfléchissant. Il a trouvé qu'il a fallu 0 . 00056 secondes pour faire le 17 . Voyage de 3 km et il a calculé une vitesse de 300 000 kilomètres par seconde avec une erreur de 1000 km par seconde. L'année suivante, Foucault a utilisé la méthode du miroir rotatif pour calculer la vitesse de la lumière dans l'air et dans l'eau, constatant que la vitesse était plus lente dans l'eau. La théorie ondulatoire de la lumière était désormais complètement établie. En 1860, Bunsen et Kirchhoff ont observé des lignes sombres dans le spectre d'une source lumineuse passant à travers des substances brûlantes. Il s'agissait de raies d'absorption comme cela avait été observé précédemment dans le spectre solaire par Wollaston et Fraunhofer.

Faraday n'avait pas lui-même les compétences mathématiques nécessaires, mais son travail était crucial pour permettre à Maxwell de développer une théorie mathématique sophistiquée basée sur la compréhension que Faraday avait apportée à l'étude de l'électricité, du magnétisme, de la gravité et de la lumière. En 1845, Faraday étudia l'effet d'un champ magnétique sur la lumière à polarisation plane. Il a découvert ce qu'on appelle maintenant l'effet Faraday, à savoir que si un faisceau lumineux traverse une substance qui le polarise, alors le plan de polarisation est mis en rotation par un champ magnétique parallèle au rayon lumineux. En 1846, Faraday donna une conférence à la Royal Institution dans laquelle il avança son point de vue selon lequel il existe une unité dans les forces de la nature. Il a proposé que les lignes de force électrique et magnétique associées aux atomes pourraient fournir le moyen par lequel les ondes lumineuses se sont propagées :

Les idées de Faraday ont fourni la base sur laquelle Maxwell a construit sa théorie électromagnétique mathématique. L'une des premières contributions de Maxwell à la lumière fut la création de la première photographie couleur en 1861 . Il a basé son idée sur la compréhension de Thomas Young de la vision des couleurs. Young avait montré que la vision des couleurs était due au fait que l'œil avait trois types de récepteurs, chaque type étant sensible à l'une des trois couleurs primaires rouge, vert ou bleu. Maxwell a pris trois photographies en noir et blanc d'un ruban de tartan, une à travers un filtre rouge, une à travers un filtre vert et une à travers un filtre bleu. Lors d'une réunion de la Royal Institution, avec Faraday dans le public, Maxwell a projeté les trois images, l'image réalisée avec le filtre rouge étant projetée avec une lumière rouge et de même les autres. Les trois images ont été projetées les unes sur les autres pour créer une image couleur du ruban de tartan sur l'écran.

En 1862, Maxwell réalisa que les phénomènes électromagnétiques étaient liés à la lumière lorsqu'il découvrit qu'ils se déplaçaient à la même vitesse. Il a écrit dans Sur les lignes de force physiques : -


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