L’effet Doppler est la variation de frequence d’une onde — sonore, lumineuse ou autre — percue par un observateur quand la source et l’observateur sont en mouvement relatif. C’est un phenomene universel, aussi bien a l’oeuvre dans le son d’une ambulance qui passe que dans la lumiere des galaxies qui s’eloignent.
L’analogie sonore
Imaginez une ambulance qui roule vers vous en faisant retentir sa sirene. Le son vous parvient avec une frequence plus elevee que celle emise — le son est plus aigu. Quand l’ambulance s’eloigne, les ondes sonores sont etirees et la frequence percue diminue — le son devient plus grave. C’est exactement l’effet Doppler. La meme logique s’applique a la lumiere.
L’effet Doppler en astronomie
La lumiere d’un astre qui s’eloigne est decalee vers les grandes longueurs d’onde — vers le rouge. C’est le redshift. La lumiere d’un astre qui se rapproche est decalee vers les courtes longueurs d’onde — le blueshift. En mesurant ce decalage dans le spectre lumineux d’un objet, les astronomes peuvent calculer sa vitesse de deplacement avec une grande precision.
Applications multiples
L’effet Doppler est utilise dans de nombreux contextes astronomiques. Il permet de mesurer la vitesse de rotation des etoiles et des galaxies. Il revele les exoplanetes par la velocimetrie radiale : une planete en orbite fait bouger son etoile, et ce mouvement se traduit par un decalage periodique des raies spectrales. C’est aussi lui qui a permis a Edwin Hubble de mesurer la recession des galaxies et de decouvrir l’expansion de l’univers.
Le saviez-vous ?
L’effet Doppler a ete decrit pour la premiere fois par le physicien autrichien Christian Doppler en 1842. Sa theorie a ete verifiee deux ans plus tard par une experience originale : un orchestre de musiciens jouant dans un train en mouvement, pendant que des auditeurs a quai notaient le changement de ton.
Questions frequentes
L’effet Doppler s’applique-t-il a toutes les ondes ?
Oui. Il s’applique a toute onde — sonore, lumineuse, radio, radar. C’est d’ailleurs le principe utilise par les radars de vitesse routiers et les echographies Doppler medicales pour mesurer la vitesse du sang dans les vaisseaux.
Comment mesure-t-on l’effet Doppler pour la lumiere ?
En analysant le spectre lumineux d’un objet et en comparant la position de ses raies spectrales aux positions de reference mesurees en laboratoire. Un decalage vers le rouge indique un eloignement, vers le bleu un rapprochement.
La galaxie d’Andromede s’approche-t-elle de nous ?
Oui. Andromede presente un blueshift, ce qui signifie qu’elle se rapproche de la Voie Lactee a environ 110 kilometres par seconde. Les deux galaxies entreront en collision dans environ 4,5 milliards d’annees.