Bonjour à tous,
Souvenez vous, vendredi soir j'avais évoqué la notion de redshift en disant qu'il n'était pas causé par la vitesse des objets mais par le fait de l'expansion de l'univers (qui allonge également les longueurs d'ondes de la lumière qui nous parvient). Nous en avions conclu que la lumière n'était pas soumise à l'effet Doppler (le même qui se manifeste avec la bruit de la sirène du camion de pompier) car ce n'est pas un onde mécanique à l'instar du son (onde de compression, qui se propage nécessairement dans un milieu matériel).
Après quelques recherches, il semblerait que les choses soient un peu différentes.
En effet, à "faibles" distance (là où l'expansion de l'univers ne se fait pas trop sentir, dans notre galaxie par exemple), le rougeoiement (ou bleuissement) des objets est causé par l'effet Doppler. Le décalage dépend alors de la vitesse relative
v de l'objet par rapport à nous
au moment où la lumière est émise. La longueur d'onde est "fixée" par cette vitesse relative et ne change plus lors de son voyage jusqu'à nous. Le redshift s'exprime comme
z = v/c (si v>>c). Notez que cette valeur ne caractérise en rien la distance qui nous sépare de l'objet.
A de plus grandes distances, l'expansion de l'univers domine et le redshift est lié à la manière dont l'espace s'est distendu. La longueur d'onde va s’étirée
tout au long du parcours de la lumière. Le redshift s'exprime ici par
z = 1/a - 1 (
a caractérise l'expansion de l'univers : le lien entre la distance géométrique
r mesurée en unité de distance et la distance mesurée en nombre de cases sur une grille dite comobile
r = a*r0). Dans ce cas, la valeur de z permet donc de remonter à la distance de l'objet et l'âge de l'univers au moment où la lumière à été émise.
Dans tout les cas, le redshift est mesuré sur Terre en observant un spectre et en comparant la positon des raies reçues avec celles connues pour une source fixe) :
1 + z = lambda(obs) / lambda(fixe).
Notons que d'autres phénomènes peuvent provoquer un tel décalage. Il existe par exemple un redshift gravitationnel (ou redshift d'Einstein). A la sortir d'un puits de potentiel, la lumière perd de l'énergie (elle rougit). A l'inverse, elle bleuit quand elle tombe dans un puits.
Voilà, j'espère que cela vous aura éclairé !
A bientôt,
Nicolas
Sources :
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http://curious.astro.cornell.edu/104-the-universe/cosmology-and-the-big-bang/expansion-of-the-universe/610-what-is-the-difference-between-the-doppler-redshift-and-the-gravitational-or-cosmological-redshift-advanced?highlight=WyJyZWRzaGlmdCJd
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https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9calage_vers_le_rouge
