Tes questions sont très bonnes Ecolami !
Il faut bien se rendre compte que la quantité de photons émis par une étoile à chaque seconde, est une quantité absolument énorme, on pourrait même dire
astronomique
Faisons des petits calculs de coin de nappe :
Prenons le cas d'une ampoule de 100 W (puissance lumineuse). 100 W c'est 100 J/s. Supposons, pour simplifier le raisonnement, que la longueur d'onde émise par cette ampoule est de 600 nm (je prend le milieu entre 400 et 800 nm, limites grossières du domaine visible). L'énergie transportée par un seul photon de 600 nm est
$ E = \frac{hc}{\lambda} = \frac{6,62.10^{-34} \times 3.10^8}{600.10^{-9}} = 0,0331.10^{-17} = 3,31.10^{-19} J $
Notre ampoule de 100 J/s libère donc un nombre
$ N = \frac{100}{3,31.10^{-19}} = 3.10^{20} s^{-1} $
comprendre par là 3.10
20 photons par seconde.
Disons que ces photons sont envoyés de manière isotrope. Vue à une distance R, on peut dire que cette quantité de photon est répartie sur la sphère de rayon R, c'est-à-dire sur une sphère de surface $ S = 4 \pi R^2 $. Prenons R = 1 m, alors S = 12,56 m
2.
On a donc, pour chaque cm
2 de surface de la sphère, un débit égal à 3.10
20 / 12,56 * 10
-4 = 2,4.10
15 photon/cm
2/s.
Pour R = 1 km, cela fait 2,4.10
10 photon/cm
2/s.
Pour R = 1 seconde-lumière = 300000 km, cela fait 0,065 photon/cm
2/s, ou encore 1,5 photon/cm
2/min. Ce qui n'est pas si mal pour une ampoule de 100 W !
Pour une étoile aussi brillante que le Soleil, qui émet 3,6.10
26 W, ce petit calcul approximatif donnerait :
1.10
23 photon/cm
2/s à une distance d'une seconde-lumière.
1.10
9 photon/cm
2/s à une distance d'une année-lumière.
J'espère ne pas m'être planté dans les calculs... et inutile de me dire que le Soleil n'émet pas que des photons à 600 nm, je sais ! C'est un calcul de coin de nappe donc forcément approximatif !
Mais on voit bien que la quantité de photons émis par les étoiles est énorme et que nos appareils, très sensibles (certains peuvent détecter 1 seul photon !), sont capables de détecter des photons même très "dilués" à travers leur voyage dans l'espace-temps.
Ecolami, qu'en penses-tu ? (si tu as fait des calculs de ton côté)