Comprendre le décalage vers le rouge cosmologique : un guide passionnant

*Écrit par un passionné d’astronomie.*

Introduction au décalage vers le rouge cosmologique

Vous êtes-vous déjà demandé comment les scientifiques mesurent l’immensité de notre univers ? L’une des façons de le faire est d’utiliser un phénomène fascinant appelé décalage vers le rouge cosmologique. Ce concept éclaire la structure extensible de l’espace-temps lui-même.

Le décalage vers le rouge cosmologique est le changement de la longueur d’onde de la lumière provenant de galaxies lointaines en raison de l’expansion de l’univers. En pratique, cela signifie que plus une galaxie est éloignée de nous, plus sa lumière se déplace vers l’extrémité rouge du spectre.

Plongeons dans la formule

Simplifions cette magie astronomique avec une formule. Voici la formule du décalage vers le rouge cosmologique :
z = (longueur d’onde observée – longueur d’onde émise) / longueur d’onde émise

Vue détaillée :

• Longueur d’onde observée (observedWavelength)
• Mesurée en mètres (m), il s’agit de la longueur d’onde de la lumière telle que nous la détectons sur Terre.
• Longueur d’onde émise (emittedWavelength)
• Également mesurée en mètres (m), il s’agit de la longueur d’onde de la lumière telle qu’elle a été émise à l’origine par l’objet céleste.
• Paramètre de décalage vers le rouge (z)
• Ce nombre sans dimension indique dans quelle mesure la lumière a été étirée. Si z = 1, la lumière a doublé sa longueur d'onde.

Exemple réel : un voyage dans l'espace

Imaginez que nous repérons une galaxie et mesurons sa longueur d'onde observée à 800 nm (nanomètres), mais nous savons qu'elle a émis de la lumière à l'origine à 400 nm. En insérant ces valeurs dans notre formule :

z = (800 - 400) / 400 = 400 / 400 = 1

Cela signifie que le décalage vers le rouge z est de 1, ce qui indique que la lumière a été étirée à deux fois sa longueur d'onde d'origine. Il s'agit d'un décalage vers le rouge significatif, qui nous indique que la galaxie est très éloignée et que l'univers s'est considérablement étendu depuis que la lumière a quitté la galaxie.

Importance en astronomie

Le décalage vers le rouge cosmologique est bien plus que de simples chiffres et ondes lumineuses : c'est une fenêtre sur le passé. C’est grâce à cela que nous savons que l’Univers est en expansion. La découverte par Hubble de la relation entre le décalage vers le rouge et la distance a été révolutionnaire. Elle a montré que plus une galaxie est éloignée, plus elle s’éloigne rapidement de nous. C'était la naissance de la cosmologie moderne.

FAQ sur le décalage vers le rouge cosmologique

Que signifie un décalage vers le rouge plus important ?

Un décalage vers le rouge plus important indique une plus grande distance par rapport à la Terre et une vitesse de recul plus rapide en raison de l'expansion de l'univers.

Le décalage vers le rouge peut-il être négatif ?

Non, un décalage vers le rouge négatif (appelé décalage vers le bleu) signifie que les longueurs d'onde raccourcissent, ce qui indique que l'objet se rapproche.

Comment mesurer le décalage vers le rouge avec précision ?

Grâce à des observations spectroscopiques, en comparant les lignes d'émission connues des éléments à leurs lignes spectrales observées dans des galaxies lointaines.

Conclusion

Le décalage vers le rouge cosmologique dévoile l'histoire de l'univers d'une manière fascinante, nous indiquant non seulement où se trouvent les galaxies, mais aussi où elles ont été. C'est une pièce élégante, simple et pourtant très instructive du puzzle cosmique, et elle souligne la quête permanente de l'humanité pour comprendre l'univers.