De quelle couleur sont les ondes radio ?

Vous devez penser que vu que nous ne les voyons pas, ça signifie qu’elles n’ont pas de couleur.
Nous ne les voyons pas, je suis d’accord, mais cela veut-il dire qu’elles n’ont pas de couleur ? Pour répondre à cette question, commençons par nous intéresser à la définition même d’une couleur.

Définition traduite de l’ Encyclopaedia Britannica [1] : « Couleur, aspect de tout objet pouvant être décrit en terme de teint, luminosité et saturation. En physique, la couleur est associée spécifiquement au rayonnement électromagnétique d’une certaine gamme de longueurs d’onde visible pour l’œil humain. Les radiations de telles longueurs d’onde constituent une portion du spectre électromagnétique aussi appelé spectre visible — i.e., lumière. »

Nous avons ici quelques mot-clés intéressants. Rayonnement électromagnétique. Spectre visible. Longueurs d’onde. Œil humain. Approfondissons tout ça.

Spectre électromagnétique

Les rayonnements électromagnétiques sont les ondes du champ électromagnétique. Ils sont composés de photons d’une longueur d’onde, fréquence et énergie spécifiques, les trois caractéristiques étant liées entre elles. Nous nous référons à elles principalement via leur longueur d’onde. C’est ce je ferai également dans cet article.

Nous pouvons distinguer sept types de rayonnement électromagnétique différents en fonction de leur longueur d’onde [2] :

• Rayons gamma : utilisé en imagerie TEP [3]
• Rayons X : utilisé par les Scanner à rayons X
• UV : émis par le Soleil
• Lumière visible : celles que nous pouvons voir
• Infrarouge : émis par le Soleil également
• Radio-ondes : les mêmes de nos fours à micro-ondes
• Ondes radio : générés artificiellement et transmises aux antennes

Œil humain

L’œil humain traite la lumière visible grace à la rétine, qui la transforme en signal électrique pour le cerveau. Pour cela, deux différents photorécepteurs viennent à la rescousse : les bâtonnets et les cônes.

Les bâtonnets fonctionnent uniquement lors de faible luminosité et ne s’occupent pas des couleurs, uniquement le noir et blanc. Ils sont concentrés aux extrémités de notre rétine. Ils aident principalement pour notre vision périphérique. Cela explique que nous voyons plus précisément sur les côtés durant la nuit.

Les cônes fonctionnent plus efficacement en haute intensité et s’occupent des couleurs. Nous en avons trois différentes sortes : les cônes long, moyen et court se concentrant sur les longueurs d’ondes correspondant respectivement au bleu, vert et rouge. Les cônes reçoivent la lumière et transmettent cette information au cerveau. Celui-ci va la traiter d’une manière spécifique. Il va traduire les trois canaux de couleur en trois échelles : la luminance (intensité de lumière du noir au blanc), la chrominance verte (du vert au magenta) et la chrominance bleue (du bleu au jaune) [4].

La vision dans le royaume animal

Les yeux fonctionnent de manière similaire à travers le royaume animal. Nous trouvons le même système de bâtonnets et de cônes. Mais les autres animaux n’ont pas nécessairement le même nombre de cônes que nous. Les mammifères marins n’ont qu’un seul type de cône, ne leur permettant de distinguer seulement une centaine de couleurs différentes. La plupart des mammifères terrestres, tel que les chiens, ont deux différents types de cones leur permettant de voir environ 10 000 couleurs différentes. Les primates, comme nous, les marsupiaux et certains insectes ont trois cônes différents, ce qui représente 10 million de couleurs. La plupart des reptiles, des oiseaux, des amphibiens et des insectes ont quatre cônes. Certains oiseaux et insectes ont cinq cônes et atteignent donc le nombre impressionnant de 10 milliard de couleurs. Hormis ceux-ci, il y a un animal qui est le roi de la vision de couleur. Voici la crevette-mante ! Avec ses 12 cônes différents ce crustacé est même capable (avec certains autres animaux) de voir dans le spectre UV et infrarouge [5]. Mais même là, aucune perception des ondes radio.

Voir plus que le spectre visible

Voir plus que le spectre visible est impossible pour nous mais qu’est-ce que ça pourrait donner ? En fait, vous en avez déjà une idée. Vous l’avez déjà vu. Nous utilisons des caméras infrarouge pour détecter la chaleur corporelle ou des lunettes à vision nocturne pour voir la nuit par exemple.

Une science qui utilise la diversité d’information que nous apporte les différents rayonnements électromagnétiques est l’Astronomie. En effet, les étoiles émettent l’ensemble du spectre et un large panel de longueur d’onde est observable et étudiable. Ils nous donnent des informations indisponible avec le spectre visible seul. Nul besoin d’observer plus loin que le Soleil pour comprendre les bénéfices de telles observations [6]. En fonction du rayonnement que nous observons, nous pouvons distinguer la photosphère (la surface du Soleil), la chromosphère (fine couche de gaz au dessus de la photosphère), la couronne solaire et les éruptions solaires. Ces apports fonctionnent pour tout objet de l’espace que nous souhaitons observer et étudier [7].

Nous ne sommes toujours pas capables de voir les ondes radio, ou toute sorte d’onde électromagnétique, avec nos propres yeux pour l’instant. Mais nous pouvons construire des appareils qui le peuvent et les traduisent pour nous. En un sens, nous pouvons déjà voir l’invisible.

La question reste : quelle est la couleur des ondes radio ?

Est-ce qu’une personne capable de voir tout le spectre électromagnétique voit les mêmes couleurs que nous mais étendues à l’ensemble de la gamme ? Est-ce que ça le ferait voir plus de nuances que nous ? Ou verrait-elle des couleurs qu’il nous est impossible d’imaginer ?

Ces ondes ont une couleur que nous n’avons jamais perçu. La couleur est un moyen pour le cerveau d’interpréter ce que l’œil voit. Imaginer une nouvelle couleur est impossible. Il est plus facile de savoir et de comprendre ce qu’une personne daltonienne est capable de voir. Par conséquent, ces questions pourrait ne jamais trouver une réponse correcte tant que personne ne l’aura expérimenté.

Références

[1] Color | Definition, Perception, Types, & Facts | Britannica.com, https://www.britannica.com/science/color

[2] Maxwell, J. Clerk (1 January 1865). « A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field ». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 155: 459–512. doi:10.1098/rstl.1865.0008.

[3] All You Need Is Science, PET imaging: radioactivity to see inside the body

[4] Ali, M. A. (Mohamed Ather) & Klyne, M. A (1985). Vision in vertebrates. Plenum Press, New Yorkn ISBN: 0306420651

[5] Thorn, Hanne H.; How, Martin J.; Chiou, Tsyr-Huei; Marshall, Nicholas Justin (January 24, 2014). « A Different Form of Color Vision in Mantis Shrimp ». Science. 334 (6169): 411–413. Bibcode:2014Sci…343..411T. doi:10.1126/science.1245824.

[6] Why NASA Scientists Observed the Sun in Different Wavelengths | NASA, https://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/news/light-wavelengths.html

[7] Florence Porcel, [CQFD #3] « Voir » en astrophysique – (Niveau : 2), https://youtu.be/skiShRYlAig