Concepts clés:
* vitesse de lumière (c): Une constante universelle, environ 299 792 458 mètres par seconde (m / s). C'est la vitesse la plus rapide que tout ce qui peut voyager dans l'univers.
* année-lumière: La distance à la distance se déplace en un an. C'est une unité pratique pour mesurer de grandes distances dans l'espace.
* parallaxe: Une méthode de mesure des distances aux étoiles voisines en fonction du décalage apparent de leur position comme observé à partir de différents points de l'orbite terrestre.
Méthodes:
1. Mesure directe:
* radar: Une onde radio est envoyée vers un objet, et le temps qu'il faut pour que l'onde revienne est mesurée. La distance est calculée à l'aide de la formule:distance =(vitesse de la lumière x temps) / 2.
* lidar: Semblable au radar, mais utilise la lumière laser au lieu des ondes radio. Cette méthode est utilisée pour mesurer des distances plus courtes.
2. parallaxe:
* parallaxe trigonométrique: En mesurant le décalage apparent de la position d'une étoile sur le fond des étoiles alors que la Terre orbite le soleil, les astronomes peuvent calculer la distance. Cette méthode fonctionne bien pour les étoiles en quelques milliers d'années-lumière.
3. Bougies standard:
* Variables Cepheid: Ce sont des étoiles pulsantes dont la période de pulsation est directement liée à leur luminosité (luminosité intrinsèque). En mesurant la période d'un céphéide, les astronomes peuvent déterminer sa luminosité, puis calculer sa distance en utilisant la loi carrée inverse de la lumière.
* Type IA Supernovae: Ce sont des explosions puissantes qui se produisent lorsqu'une étoile naine blanche accuse la matière d'une étoile complémentaire. Les supernovae de type IA ont une luminosité maximale cohérente, ce qui en fait d'excellents indicateurs de distance.
4. Redshift:
* Cosmological Redshift: Au fur et à mesure que l'univers se dilate, la lumière des galaxies éloignées est étirée, ce qui fait que sa longueur d'onde se déplace vers l'extrémité rouge du spectre. La quantité de décalage vers le rouge est liée à la distance de la galaxie. Cette méthode est utilisée pour mesurer des objets très éloignés.
Applications:
* astronomie: Déterminer les distances aux étoiles, aux galaxies et autres objets célestes.
* GPS: Le système de positionnement global utilise des signaux satellites se déployant à la vitesse de la lumière pour déterminer l'emplacement.
* Communication en fibre optique: Les informations sont transmises à travers des câbles à fibre optique à l'aide d'impulsions de lumière voyageant à la vitesse de la lumière.
Avantages:
* haute précision: La vitesse de la lumière est une constante très précise, conduisant à des mesures de distance précises.
* large éventail de distances: Différentes méthodes permettent de mesurer les distances des objets voisins à ces milliards d'années-lumière.
* non invasif: La plupart des méthodes ne nécessitent pas de contact physique avec l'objet mesuré.
Limitations:
* Effets relativistes: À des vitesses ou des distances extrêmement élevées, les effets relativistes (dilatation de temps et contraction de longueur) peuvent influencer les résultats.
* incertitude dans les bougies standard: La luminosité des bougies standard peut varier légèrement, introduisant une erreur dans les calculs de distance.
En conclusion:
Les mesures de distance basées sur la vitesse de la lumière sont cruciales pour comprendre l'immensité de l'univers. Ces méthodes sont constamment raffinées et améliorées, fournissant des informations de plus en plus précises sur la structure et l'évolution du cosmos.
