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Bonsoir,
Un autre mystère pour moi ce sont ces photons qui s'ignorent. Autrement dit comment est-il possible que des ondes électromagnétiques provenant d'émetteurs naturels ou artificiels puissent ne jamais s'influencer? J'ai volontairement omis de parler de longueur d'ondes ou d'angle entre les directions.
Je pense qu'il y a en réalité un effet, trés faible dont la conséquence est le bruit de fond de l'Univers. En effet l'explication actuelle du bruit de fond est que ce serait un température résiduelle du refroidissement de l'Univers. Mais spéculer sur le refroidissement sans pouvoir connaître la dimension de l'Univers ni d'ailleurs son âge est impossible. En effet l'âge de l'Univers est basé sur le décalage vers le rouge des spectres d'étoiles ou galaxies lointaines. S'il y avait une influence réciproque entre toutes les émissions lumineuses des étoiles on pourrait avoir une autre cause au décalage vers le rouge et l'hypothèse de l'éloignement plus rapide des astres lointains( avec en plus une vitesse qui augmenterait au fur et à mesure de la distance par rapport à nous) serait caduque.

Salut,

Je peux te répondre point par point à toutes tes questions :

1/ Cela dépend de ce que tu appelles "interférer". Quand deux photons se "croisent", leurs ondes (dualité onde-particule) vont toujours s'additionner. La bonne question est : peut-on les re-séparer ensuite ? D'après la théorie de Fourier, si ils sont à la même fréquence, alors, après interférence, les deux ne sont plus séparables. Par contre, si les fréquences sont différentes, ils sont séparables.

La transformée de Fourier d'une sinusoïde est en effet un pic de Dirac (plus exactement, la somme d'un pic de Dirac dans le domaine des fréquences positives et de son symétrique par rapport à 0). Si tu sommes deux sinusoïdes de fréquences différentes, tu obtiens 2 diracs (4 en tenant compte des fréquences négatives, subtilité de l'analyse complexe), que tu peux donc séparer. Si elles ont la même fréquence, tu ne peux par contre plus les séparer.

Là, je n'ai pas tenu compte de leur direction éventuelle.

2/ En ce qui concerne la direction, l'idée est un peu la même, sauf que l'on ne fait plus une transformée de Fourier dans le temps mais dans l'espace, donc multidimensionnelle. C'est un peu plus compliqué, mais l'idée est la même : on peut mathématiquement séparer deux ondes ayant des directions différentes.

3/ Le bruit de fond n'est pas une spéculation théorique. Il a été mesuré. On peut remettre en cause son interprétation, mais pas son existence.

Pour les autres questions, je laisse la main aux spécialistes en cosmologie.

A bientôt,
Hadrien

Merci Hadrien pour ces explications lumineuses (j'ai pas pu m'en empêcher!). Plus sérieusement les précisions que tu apporte sont très bien.
Au départ ma question est venue en pensant au nombre incalculable de photons (=ondes) qui sont émises de partout. D'ailleurs il suffit de voir la difficulté qu'ont les nouveaux utilisateurs a trouver une longueur d'onde disponible, pour ne parler que des émissions artificielles.

Alors, pour le problème de diviser l'ensemble des ondes électromagnétiques entre les utilisateurs, il y a plusieurs méthodes, que l'on peut combiner entre elles :

1/ La division spatiale. Ici intervient non seulement la portée des antennes, mais aussi leur direction.
Exemples d'utilisation :

a) Les téléphones mobiles : l'espace est divisé en zones, couvertes chacune par au moins une antenne relais (du moins, normalement). Un téléphone portable, du fait de sa portée limitée, n'interférera pas avec les téléphones portables d'une autre zone et vice versa.

b) Les antennes satellites : les antennes satellites terrestres, contrairement à celles installées sur le satellite, sont très directionnelles : on peut ainsi choisir quel satellite on veut capter en ignorant les autres.

2/ La division par polarisation. Une onde polarisée verticalement n'interférera pas avec une onde polarisée horizontalement, et vice-versa. De même pour les polarisations circulaires gauche et droite.
Ceci n'est utilisable que dans les transmissions point à point, en visibilité directe, avec des antennes fixes, car sinon, les mouvements des antennes et les réflections parasites pourraient avoir une influence sur la polarisation.

3/ La division par fréquence. La plus connue et la plus employée. Utilisée un peu partout : téléphones mobiles (standard GSM), télévision terrestre analogique (la télévision numérique terrestre utilise aussi une division en fréquence, mais elle est un peu plus subtile), radio, antennes satellites, etc... Je ne donne pas plus de détails, vu qu'elle est très connue.

4/ La division en temps. Plusieurs utilisateurs utilisent un même canal, mais à des intervalles de temps différents. Ici se pose le problème épineux de la sychronisation. L'exemple le plus simple à comprendre est celui de la CIBI, ou les gens parlent à tour de rôle, en half-duplex. Le standard GSM des téléphones mobiles utilise également une division en temps.

5/ La division par codes. Plusieurs utilisateurs utilisent un même canal et en même temps. Simplement, les bits transmis sur le canal sont modulées par une séquence pseudo aléatoire (PN codes), et les séquences aléatoires employées par différents utilisateurs sont orthogonales entre elles (corrélation croisée nulle). Mots clefs Google : code division multiple access. Du coup, à la réception, en remodulant le signal par la même séquence pseudo-aléatoire qu'au départ, seule la transmission souhaitée est reçue, les autres ignorées.

Un autre avantage de cette approche est que l'autocorrélation de ces séquences pseudo-aléatoires forme un pic. Pour faire simple, les séquences pseudo-aléatoires sont aussi orthogonales avec leurs version décalées dans le temps. Du coup, par la même occasion, on supprime les effets des réflections multiples.

L'inconvénient est que la synchronisation est encore plus délicate.

Exemple d'utilisation : IS-95 aux Etats-Unis, WiFi.

Merci pour ces informations