Redshift

Le redshift, ou décalage vers le rouge, désigne l’allongement des longueurs d’onde de la lumière émise par un objet qui s’éloigne 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’éloigne de vous : le son de sa sirène paraît plus grave qu’à l’arrêt, car les ondes sonores sont étirées. La lumière se comporte de façon similaire. Quand une source lumineuse s’éloigne, les ondes lumineuses qu’elle émet sont allongées. Or, les grandes longueurs d’onde correspondent au rouge dans le spectre visible — d’où le nom de redshift. À l’inverse, un objet qui se rapproche produit un blueshift, un décalage vers le bleu.

Trois types de redshift

En astronomie, on distingue trois causes possibles. Le redshift Doppler est lié au mouvement de la source dans l’espace. Le redshift gravitationnel se produit quand la lumière remonte un champ de gravité intense — elle perd de l’énergie et se décale vers le rouge. Enfin, le redshift cosmologique est causé par l’expansion de l’univers lui-même : la lumière voyage dans un espace qui s’étend, étirant ses longueurs d’onde en chemin.

Un outil cosmologique essentiel

Le redshift est noté z. Plus une galaxie est lointaine, plus son redshift est élevé. Une galaxie à z=1 nous envoie une lumière dont les longueurs d’onde ont doublé depuis l’émission. Les quasars les plus lointains atteignent des valeurs de z supérieur à 7, ce qui signifie que nous les voyons tels qu’ils étaient moins d’un milliard d’années après le Big Bang. C’est grâce au redshift qu’Edwin Hubble a découvert l’expansion de l’univers en 1929.

Le saviez-vous ?

Le fond diffus cosmologique, écho du Big Bang, présente un redshift de z = 1100. La lumière qu’il nous envoie a été émise 380 000 ans après le Big Bang et a vu ses longueurs d’onde multipliées par 1 100 depuis lors.

Questions fréquentes

Le redshift signifie-t-il que les galaxies se déplacent 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-même. La distinction est subtile mais importante en cosmologie.

Peut-on voir le redshift à l’œil nu ?

Non. Le décalage est mesuré par spectroscopie, en analysant le spectre lumineux d’un objet et en comparant les raies d’absorption ou d’émission à leurs positions de référence au laboratoire.

Quel est le lien entre redshift et distance ?

Pour les galaxies proches, le redshift est approximativement proportionnel à la distance, selon la loi de Hubble. Pour les objets très lointains, la relation devient plus complexe et dépend du modèle cosmologique utilisé.