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Décalage spectral

On désigne sous le nom de décalage spectral le déplacement global des raies présentes dans le spectre* d'une lumière émise par une source quelconque. La morphologie générale du système de raies ne change pas. Seules les longueurs d'ondes correspondant à chaque raie sont modifiées, déplacées par une simple translation vers la partie rouge ou bleue du spectre. Pareil décalage peut avoir plusieurs origines, impliquant des phénomènes différents. On mentionnera :

Le décalage Doppler. - Phénomène observé dans tous les cas où la source d'une onde (de nature indifférente) se déplace par rapport à l'observateur. La longueur d'onde du rayonnement reçu est plus grande lorsque la source s'éloigne, et plus courte lorsque la source se rapproche. Cet effet explique en particulier le décalage observé dans le spectre de la lumière d'un astre en mouvement par rapport à l'observateur : lorsque l'astre se rapproche, sa lumière est décalée vers la partie bleue du spectre. Elle est décalée au contraire vers la partie rouge, si la source s'éloigne. Ce phénomène, connu dans sa forme la plus générale sons l'appellation de d'effet Doppler-Fizeau doit son nom à Christian Doppler et à Armand Fizeau, les deux physiciciens qui l'on mis en évidence, le premier pour les ondes lumineuses, le second pour les ondes sonores.
Le décalage gravitationnel. - Expliqué dans le cadre de la relativité générale (théorie de la gravitation d'Einstein), ce type de décalage correspond à la variation d'énergie de la lumière lorsqu'elle est soumise à un champ de gravitation. Lors qu'elle se dégage d'un tel champ, elle doit céder de l'énergie et se décale vers la partie rouge du spectre (redshift). À l'inverse, un photon tombant vers un objet massif gagne de l'énergie et subit un blueshift. Ce phénomène, appelé effet Einstein, est observé par exemple dans le spectre d'astres compacts, tels que les naines blanches. Il a également été mesuré dans le cas du Soleil, et même dans celui de la Terre.
Le décalage spectral cosmologique (ou redshift). - Décalage communément observé de la lumière vers la partie rouge du spectre des objets extragalactiques lointains qui est interprété comme un effet de l'expansion cosmique. Ce phénomène fait parler de fuite des galaxies, ou de façon moins impropre de récession des galaxies. Contrairement au décalage Doppler, il ne résulte pas d'une vitesse propre des galaxies, mais de l'expansion de l'espace entre elles. C'est plutôt, à l'échelle globale, l'expression d'un décalage gravitationnel, ou de la courbure de l'univers.

Les mots de la matière