Sciences et Avenir: la face cachée de l'Univers

Intensité du
champ électrique
Amplitude
Longueur d’onde
Qu’est-ce
qu’une onde ?
Intensité du
champ magnétique
La lumière – et toutes ses déclinaisons
électromagnétiques – est un phénomène vibratoire. Elle
est émise quand une particule chargée électriquement
est accélérée. Contrairement aux ondes mécaniques,
comme le son, qui ont besoin d’un support, l’onde
électromagnétique peut voyager dans le vide, et
ce toujours à la même vitesse de 299 792,5 km/s.
Plus précisément, cette onde est formée de deux
champs, électrique et magnétique, qui oscillent
perpendiculairement entre eux, et perpendiculairement
aussi à la direction de propagation (ici vers la droite).
On la caractérise par une longueur – ou couleur, au sens
large du terme –, qui est d’autant plus courte que la
fréquence d’oscillation est élevée.
Le décalage des
fréquences, ou redshift
Avez-vous remarqué que le son
d’une sirène qui s’approche de vous est
plus aigu que lorsqu’elle s’éloigne ? Un
phénomène similaire se produit avec
les sources lumineuses en mouvement.
Quand une source s’approche de nous,
la couleur de son spectre est décalée
vers le bleu par rapport à ce qu’on
percevrait si la source était fixe par
Observateur
Longueur d’onde
Source se rapprochant
Source s’éloignant
rapport à nous. Et si elle s’éloigne, on
la perçoit plus « rouge » qu’elle ne
l’est en réalité. C’est ce qu’on appelle
le décalage vers le rouge, redshift en
anglais. Il est amplifié par l’expansion
de l’Univers, qui dilate les longueurs.
C’est la mesure de ce décalage qui nous
renseigne sur la distance des galaxies
lointaines.
Source
Spectre
Spectres d’émission et
d’absorption
Étoile rayonnante
Absorption par
une nébuleuse
Les objets célestes rayonnent
en différentes longueurs
d’onde. La lumière d’une étoile
se décompose, à travers un
prisme, en ces différentes
longueurs d’onde : ce spectre
est continu. En revanche, si
cette lumière traverse un nuage
de gaz avant de nous parvenir,
les atomes de gaz absorbent
certaines longueurs d’onde : on
observe un spectre d’absorption
qui renseigne sur la nature du
gaz. De même, un nuage de
gaz non éclairé par une source
lumineuse située derrière lui
émet certaines longueurs
d’onde caractéristiques de
sa composition et de sa
température. On observe un
spectre d’émission en forme
de raies très spécifiques.
Rayonnement direct
de l’étoile
SPECTRE CONTINU
Émission par
des gaz échauffés
SPECTRE D’ÉMISSION
Rayonnement subsistant
après absorption
SPECTRE D’ABSORPTION
AVRIL/JUIN 2022 SCIENCES ET AVENIR NUMÉRO SPÉCIAL I 23