Le redshift, ou decalage vers le rouge, designe l’allongement des longueurs d’onde de la lumiere emise par un objet qui s’eloigne de l’observateur. En astronomie, c’est l’un des outils les plus puissants pour mesurer les distances, les vitesses et l’expansion de l’univers.
Comprendre le redshift
Imaginez une ambulance qui s’eloigne de vous : le son de sa sirene parait plus grave qu’a l’arret, car les ondes sonores sont etirees. La lumiere se comporte de facon similaire. Quand une source lumineuse s’eloigne, les ondes lumineuses qu’elle emet sont allongees. Or, les grandes longueurs d’onde correspondent au rouge dans le spectre visible — d’ou le nom de redshift. A l’inverse, un objet qui se rapproche produit un blueshift, un decalage vers le bleu.
Trois types de redshift
En astronomie, on distingue trois causes possibles. Le redshift Doppler est lie au mouvement de la source dans l’espace. Le redshift gravitationnel se produit quand la lumiere remonte un champ de gravite intense — elle perd de l’energie et se decale vers le rouge. Enfin, le redshift cosmologique est cause par l’expansion de l’univers lui-meme : la lumiere voyage dans un espace qui s’etend, etirant ses longueurs d’onde en chemin.
Un outil cosmologique essentiel
Le redshift est note z. Plus une galaxie est lointaine, plus son redshift est eleve. Une galaxie a z=1 nous envoie une lumiere dont les longueurs d’onde ont double depuis l’emission. Les quasars les plus lointains atteignent des valeurs de z superieur a 7, ce qui signifie que nous les voyons tels qu’ils etaient moins d’un milliard d’annees apres le Big Bang. C’est grace au redshift qu’Edwin Hubble a decouvert l’expansion de l’univers en 1929.
Le saviez-vous ?
Le fond diffus cosmologique, echo du Big Bang, presente un redshift de z = 1100. La lumiere qu’il nous envoie a ete emise 380 000 ans apres le Big Bang et a vu ses longueurs d’onde multiplees par 1100 depuis lors.
Questions frequentes
Le redshift signifie-t-il que les galaxies se deplacent dans l’espace ?
Pas exactement. Le redshift cosmologique n’est pas un mouvement des galaxies dans l’espace, mais une expansion de l’espace lui-meme. La distinction est subtile mais importante en cosmologie.
Peut-on voir le redshift a l’oeil nu ?
Non. Le decalage est mesure par spectroscopie, en analysant le spectre lumineux d’un objet et en comparant les raies d’absorption ou d’emission a leurs positions de reference au laboratoire.
Quel est le lien entre redshift et distance ?
Pour les galaxies proches, le redshift est approximativement proportionnel a la distance, selon la loi de Hubble. Pour les objets tres lointains, la relation devient plus complexe et depend du modele cosmologique utilise.