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Voit-on les étoiles au fond d’un puits en plein jour ?

Lionel (Carpiquet, France)

lundi 6 septembre 2010, par Yves-Patrik Maillard

Salut Lionel,
Ta question est ma foi bien intéressante, mais il n’est pas évident d’y donner une réponse. Toutefois je m’y suis attelé et je te donne ici quelques éléments.
*En premier lieu, il convient de rappeler ce que signifie "voir les étoiles". L’essentiel tient dans la possibilité d’avoir un contraste suffisant avec les autres sources lumineuses. Si les étoiles apparaissent le soir, c’est pas tant qu’elles deviennent plus lumineuses, mais plutôt que la lumière du jour faiblit. L’évolution du rapport d’intensité entre les différentes sources joue alors en faveur de la visibilité des étoiles.
Pour voir des étoiles au fond d’un puits, il faut donc rendre celui-ci aussi sombre que possible en cliquerévitant la réflexion par le fond de toute lumière parasite. On peut réaliser ceci en noircissant ses parois et en le rendant aussi profond que possible pour que la lumière du jour qui entrerait par son ouverture sous une orientation différente de la verticale finisse par être absorbée. Il reste alors le problème de la lumière qui tomberait verticalement dans le puits. Là je ne sais trop comment faire. Disons que plus le puits est profond et plus son diamètre est petit, moins grande sera l’intensité lumineuse qui pourra atteindre le fond.
Il est en effet impossible d’absorber uniquement la lumière parasite, puisqu’elle est de même nature que celle que l’on veut observer. En atténuant la première, on défavoriserait la seconde aussi.
*En second lieu, et en regard de ce qui vient d’être dit, un autre problème se pose. Supposons qu’on dispose d’un puits adéquat, profond, étroit, aux parois sombres. La direction de visée change continuellement, dû à la rotation de notre bonne vieille planète. Cet effet et d’autant plus grand que l’on se rapproche de l’équateur et il est nul aux pôles, là où le puits tournerait autour de son axe longitudinal. Tu peux essayer en regardant à travers un tube en carton, en pivotant sur toi-même, et en tenant ce tube verticalement au dessus de toi ou alors en l’inclinant, de plus en plus, jusqu’à regarder horizontalement. Dans le premier cas, il n’y a pas trop de problème, tu peux viser un nuage par exemple et l’observer. Il ne fera que tourner dans ton objectif. Dans le cas extrême où tu tiens le tube horizontalement, tu verras défiler le paysage à une vitesse telle qu’il te sera presque impossible de reconnaître quoi que ce soit. Imagine alors que ton tube soit le puits et que ton œil devienne la surface d’eau réfléchissante au fond de celui-ci. Le puits verra alors défiler les étoiles en sens inverse de la rotation terrestre à une vitesse énorme. Par exemple, pour un puits de 2 mètres de diamètre et 100 mètres de profondeur, le temps de traversée d’une étoile serait d’environ 4.5 minutes à l’équateur et de 6.5 minutes à 45° de latitude. En première approximation, si le diamètre est beaucoup plus petit que la profondeur, ce temps est proportionnel au rapport du diamètre à la profondeur. Donc il double si le diamètre double ou si la profondeur devient deux fois plus petite.
Finalement, tu peux constater que les conditions à réunir pour pouvoir observer de manière convenable des étoiles au fond d’un puits ne sont pas faciles à obtenir. D’une manière générale, avec les considérations ci-dessus et sans autre élément, je dirais que c’est possible, mais difficile et donc peu probable.
D’autre part, il existe en Suisse, dans le canton de Fribourg, une légende rattachée au petit village de Lessoc (pittoresque, charmant, dans la région où croît le meilleur bois de résonance au monde et où la gastronomie s’est aussi fait un nom !). Cette légende met en scène un astre et une fontaine, ce qui est finalement très proche du sujet de ta question. Je te laisse découvrir son récit à cette adresse.
J’espère avoir apporté un peu d’eau à ton moulin et j’invite quiconque pourrait compléter cette réponse à me transmettre ses informations et/ou expériences.
Sous la bienveillance des étoiles, je te salue cordialement. Yves-Patrik