Dans la physique classique, il n'y a pas de limite à un mouvement ; celui-ci est donc considéré comme illimité, infini. Au contraire dans la nouvelle théorie de Micalef, un photon tout au long de son existence est freiné selon un coefficient "k" et perd de son énergie. Quelle est la distance que peut parcourir ce photon avant de disparaitre dans la prématière
Nous allons utiliser la relation de perte d'énergie fractionnaire par unité de distance, car c'est celle qui préserve le spectre du corps noir et est cohérente avec les observations du CMB.
La formule que nous utilisons est :
E (finale) = E (initiale)⋅e−k⋅D
Où :
E initiale est l'énergie du photon à l'émission.
E finale est l'énergie du photon après avoir parcouru une distance D.
k=H0/c≈7.57×10−27 m−1 est le taux de perte d'énergie fractionnaire par mètre.
D est la distance parcourue.
Quelle distance un photon peut parcourir avant de disparaître dans la prématière ? Cela signifie que son énergie finale serait, en principe, zéro ou très proche de zéro.
Dans ce contexte, "disparaître" signifierait plutôt que son énergie devient si faible qu'il est indétectable par nos instruments, ou que son énergie est comparable à celle des photons du CMB (le "bruit de fond" de l'Univers dans Micalef), le rendant indistinguable.
Exemple 1 : Photon de Lumière Visible (Émis par un atome de Sodium, par exemple
Prenons un photon de lumière jaune, typique d'une lampe au sodium, avec une longueur d'onde d'environ 589 nm.
L'énergie d'un photon est E = hc/λ.
h≈6.626×10−34 J⋅s (constante de Planck)
c≈2.998×108 m/s (vitesse de la lumière)
λ=589×10−9 m
E initiale=589×10−9 m(6.626×10−34 J⋅s) × (2.998×108 m/s)
E initiale≈3.37×10−19 J (soit environ 2.1 eV)
Maintenant, quelle est la "limite" d'énergie pour qu'un photon "disparaisse" ? Prenons l'énergie moyenne d'un photon du CMB comme référence, car c'est le rayonnement de plus basse énergie que nous détectons de "partout" dans l'Univers.
ECMB≈1.01×10−22 Joules (soit environ 6.3×10−4 eV)
Nous voulons trouver D tel que E. finale=E.CMB.
L'équation décrit comment un photon perd de l'énergie de manière exponentielle en fonction de la distance qu'il parcourt dans la prématière.
D= k ln (ECMB E initiale)
D=7.57×10−27 m−11 ln(1.01×10−22 J3.37×10−19 J)
D=(1.32×1026 m)×ln(3336)
D=(1.32×1026 m)×8.11
D≈1.07×1027 metres
Convertissons en Mpc :
D≈1.07×1027 m/(3.086×1022 m/Mpc)
D≈34670 Mpc
Soit environ 34.7 milliards d'années-lumière (puisqu'1 Mpc est environ 3.26 millions d'années-lumière).
Exemple 2 : Photon de Rayon X (Émis par un atome lors de transitions électroniques internes)
Les rayons X émis par des atomes (par exemple, lors de l'ionisation ou de la désexcitation de niveaux électroniques profonds) peuvent avoir des énergies bien plus élevées, de l'ordre de quelques keV (kiloélectronvolts) à des centaines de keV. Prenons 10 keV comme exemple.
Einitiale=10 keV=10×103 eV=104×1.602×10−19 J=1.602×10−15 J
Calculons la distance D pour que ce photon atteigne l'énergie du CMB :
Soit environ 71 milliards d'années-lumière.
Dans l'univers limité de la physique classique un tel calcul est impossible. Il suppose un univers infini. C'est ce qui explique que les faibles rayonnements nous parviennent de tous les horizons de cet univers infini après avoir parcouru des distances considérables pour venir mourir en CMB.
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