1. Doppler Shift:
* Déplacement de fréquence: La mesure la plus fondamentale est le décalage Doppler de la fréquence de la lumière. Au fur et à mesure que la source se déplace vers l'observateur, les ondes lumineuses sont compressées, résultant en une fréquence plus élevée (Blueshift). À l'inverse, à mesure que la source s'éloigne, les vagues sont étirées, ce qui entraîne une fréquence plus faible (décalage vers le rouge).
* Shift de longueur d'onde: Le décalage de fréquence se traduit directement par un changement de longueur d'onde. La lumière Blueshifted a une longueur d'onde plus courte, tandis que la lumière décalée en rouge a une longueur d'onde plus longue.
2. Vitesse de la source:
* vitesse radiale: En mesurant le décalage Doppler, les scientifiques peuvent calculer la vitesse radiale de la source, qui est la vitesse à laquelle il se déplace directement vers ou s'éloigne de l'observateur.
* Vitesse transversale: Si la source se déplace perpendiculairement à la ligne de vue, le décalage Doppler sera nul. Cependant, d'autres effets, comme l'aberration relativiste de la lumière, peuvent être utilisés pour estimer la vitesse transversale.
3. Composition et propriétés de la source:
* lignes spectrales: La lumière émise par une source contient des longueurs d'onde spécifiques (lignes spectrales) qui correspondent aux éléments présents et à leurs niveaux d'énergie. L'analyse du décalage Doppler de ces lignes fournit des informations sur la composition de la source.
* Température et pression: En étudiant l'élargissement et le décalage des lignes spectrales, les scientifiques peuvent déduire les conditions de température et de pression de la source.
4. Effets relativistes:
* Dilatation du temps: Pour les sources se déplaçant à des vitesses très élevées, les effets relativistes deviennent significatifs. La mesure du décalage Doppler peut aider à déterminer le degré de dilatation du temps ressentie par la source.
* Contraction de longueur: Semblable à la dilatation temporelle, une contraction de longueur peut être observée pour les sources se déplaçant à des vitesses relativistes et peut être mesurée indirectement par analyse de décalage Doppler.
Considérations importantes:
* Cadre de référence: Le décalage Doppler dépend du mouvement relatif entre la source et l'observateur. La vitesse mesurée est toujours relative au cadre de référence de l'observateur.
* vitesse lumineuse: La vitesse de la lumière dans le vide est constante, quel que soit le mouvement de la source. Le décalage Doppler affecte la fréquence et la longueur d'onde, mais pas la vitesse de la lumière elle-même.
En analysant soigneusement le décalage Doppler et d'autres propriétés de la lumière émises par une source en mouvement, les scientifiques acquièrent des informations précieuses sur l'univers, du mouvement des étoiles et des galaxies à la composition d'objets distants.
