Questions to the experts

L'air est un milieu transparent qui transmet presque parfaitement le spectre visible entre l'infrarouge et l'ultraviolet. Par ailleurs, l'indice de l'air est très proche de l'unité, c'est-à-dire que la vitesse de la lumière dans l'air est très proche de la vitesse de la lumière dans le vide, et la lumière n'est que très peu déviée par la traversée de l'atmosphère. C'est pourquoi on ne voit pas, en première observation, les ombres de l'air.

Un morceau de verre est aussi presque parfaitement transparent, mais comme la lumière va 1,5 fois à 1,8 fois moins vite dans le verre que dans l'air, les rayons sont fortement déviés et un bloc de verre porte une ombre en certaines directions, dévie la lumière dans d'autres directions.

Mais revenons à l'air : si on observe un faisceau de lumière issu d'une source ponctuelle à travers une masse d'air hétérogène au-dessus d'un appareil de chauffage, les rayons lumineux sont déviés par les petites variations d'indice liées aux variations de température de l'air turbulent. Sur un écran blanc situé suffisamment loin, on observera les ombres "de la turbulence".

L'expérience peut aussi être faite en atmosphère naturelle avec Vénus, le plus brillant objet ponctuel du ciel quand elle est à son maximum d'éclat, mais il faut les talents d'un astronome pour déceler ces "ombres volantes".

Une bonne paire de jumelles ou un télescope d'amateur permettent de déceler ces fluctuations atmosphériques dues à la turbulence naturelle, qui ont longtemps interdit à nos télescopes au sol la qualité des images du télescope spatial Hubble. Les astronomes savent maintenant éliminer au moins partiellement ces perturbations sur les télescopes de dernière génération tels que le Very Large Telescope.