Le "red shift" ou décalage vers le rouge

Le décalage vers le rouge est un effet physique qui a permis à Georges Lemaître puis Edwin Hubble, au début du siècle dernier, de comprendre que l'univers n'est pas immuable et qu'il était d'ailleurs en expansion, ce qui aboutira à la théorie du Big Bang ! Voici comment ces deux personnes ont pu découvrir ce phénomène.

J'ai expliqué dans un autre article que l'on peut déterminer, à distance, la composition chimique des corps célestes. En effet, chaque type d'atome présent dans un corps céleste "signe" sa présence en supprimant une ou plusieurs nuances très précises de couleur de la lumière qui nous provient de ce corps. Ces nuances supprimées se traduisent par des raies sombres dans l'arc-en-ciel obtenu en faisant passer cette lumière à travers un prisme, comme sur le schéma ci-dessous (ici les raies de Fraunhofer). Je vous conseille de vous référer à l'article sur la détermination à distance de la composition des corps céleste pour une explication plus complète.

Pour la suite de cet article, retenez juste que la présence d'un type d'atome dans un corps céleste supprime certaines nuances de couleur. Ces nuances de couleur supprimées correspondent à des fréquences (de photon) bien précises, et forment des raies noires toujours au(x) même(s) endroit(s) du spectre lumineux lors des expériences. Elles permettent d'identifier sans erreur les atomes: azote, sodium, oxygène, etc.

Mais en analysant la lumière en provenance d'autres étoiles lointaines voire d'autres galaxies situées très loin de nous, surprise ! Les raies correspondant aux atomes étaient reconnaissables, mais pour quasiment toutes les galaxies, ces raies étaient décalées (en fréquence) vers le rouge ! Or, ce décalage vers le rouge signifie que le corps ayant émis la lumière s'éloigne de nous. Et plus le corps céleste est lointain, plus ce décalage est important....
 

Non seulement presque toutes les galaxies s'éloignent de la nôtre, mais de plus, ils ont découvert que plus ces galaxies sont lointaines, plus le décalage vers le rouge est prononcé, donc plus elles s'éloignent vite.

Ce phénomène marque l'expansion de l'univers, à travers la dilatation de l'espace-temps.