Décalage vers le rouge
Le décalage rouge est un moyen utilisé par les astronomes pour déterminer la distance de tout objet très éloigné dans l'Univers. Le décalage rouge est un exemple de l'effet Doppler.
La façon la plus simple de ressentir l'effet Doppler est d'écouter un train en mouvement. Lorsque le train se dirige vers une personne, le son qu'il émet en s'approchant d'elle semble plus aigu, car la fréquence du son est un peu serrée. Lorsque le train s'éloigne, le son s'étire et son tonalité est plus grave. La même chose se produit avec la lumière lorsqu'un objet qui émet de la lumière se déplace très rapidement. Un objet, comme une étoile ou une galaxie lointaine qui se rapproche de nous, paraîtra plus bleu que d'habitude. C'est ce qu'on appelle le décalage bleu. Une étoile ou une galaxie qui s'éloigne de nous paraîtra plus rouge que si la source ne se déplaçait pas dans notre cadre de référence. C'est là que le décalage vers le rouge a pris son nom, puisque les couleurs sont décalées vers l'extrémité rouge du spectre.
Si les astronomes peuvent savoir jusqu'où la lumière est déplacée, c'est parce que les éléments chimiques, comme l'hydrogène et l'oxygène, ont des empreintes lumineuses uniques qu'aucun autre élément ne possède. Les astronomes utilisent la spectroscopie pour analyser la lumière d'un objet (galaxie ou étoile). Une fois qu'ils le savent, ils vérifient la différence entre l'endroit où les raies spectrales sont comparées à l'endroit où elles se trouvent normalement. Ils peuvent ainsi savoir si l'objet se rapproche ou s'éloigne de nous, et à quelle vitesse il se déplace. Plus il va vite, plus les raies spectrales s'éloignent de leur position normale dans le spectre.
C'est un exemple de décalage vers le rouge. À gauche, un rayon de lumière provenant du Soleil, et à droite, un rayon provenant d'une galaxie lointaine. Comme vous pouvez le voir, toutes les raies se déplacent vers l'extrémité rouge du spectre en raison du décalage vers le rouge.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que le décalage vers le rouge ?
R : Le décalage vers le rouge est un moyen utilisé par les astronomes pour déterminer la vitesse d'un objet très éloigné dans l'Univers. Il s'agit d'un exemple de l'effet Doppler, selon lequel la lumière d'un objet se rapprochant de nous apparaît plus bleue (décalage vers le bleu) et la lumière d'un objet s'éloignant de nous apparaît plus rouge (décalage vers le rouge).
Q : Comment peut-on ressentir l'effet Doppler ?
R : La façon la plus simple d'expérimenter l'effet Doppler est d'écouter un train en marche. Lorsqu'il se rapproche d'une personne, le son qu'il émet semble avoir une tonalité plus aiguë, car la fréquence du son est un peu comprimée. À mesure que le train s'éloigne, le son s'étire et semble plus grave.
Q : Comment les astronomes mesurent-ils le décalage vers le rouge ?
R : Les astronomes utilisent la spectroscopie pour analyser la lumière d'un objet (galaxie ou étoile). Une fois qu'ils le savent, ils vérifient l'écart entre la position des lignes spectrales de l'objet et leur position normale. À partir de cette information, ils peuvent déterminer si l'objet se rapproche ou s'éloigne de nous, ainsi que la vitesse à laquelle il se déplace. Plus il va vite, plus ses raies spectrales sont décalées par rapport à leur position normale dans le spectre.
Q : Qu'est-ce qui provoque le décalage vers le bleu ?
R : Le décalage vers le bleu se produit lorsqu'un objet qui émet de la lumière se déplace très rapidement vers nous. Sa lumière apparaît alors plus bleue que d'habitude en raison de la compression de ses ondes de fréquence à mesure qu'il s'approche de notre cadre de référence.
Q : Quels éléments les astronomes utilisent-ils pour la spectroscopie ?
R : Les astronomes utilisent des éléments chimiques tels que l'hydrogène et l'oxygène pour la spectroscopie, car ces éléments ont des empreintes lumineuses uniques qu'aucun autre élément ne possède.
Q : D'où vient le nom de décalage vers le rouge ? R : Le décalage vers le rouge est dû au fait que lorsqu'un objet s'éloigne de nous dans notre cadre de référence, sa lumière apparaît plus rouge que d'habitude en raison de l'étirement de ses ondes de fréquence, ce qui déplace les couleurs vers l'extrémité rouge du spectre.
Q : Que se passe-t-il si un objet se déplace plus rapidement ? R : Si un objet se déplace plus rapidement, les astronomes peuvent le constater en observant l'écart entre ses lignes spectrales et leur position normale dans le spectre, ce qui indique que les ondes ont parcouru une plus grande distance en raison de l'augmentation de la vitesse.
