UN DÉPLACEMENT AU ROUGE

Les ondes électromagnétiques, comme par exemple la lumière, se caractérisent par sa longueur d'onde c'est-à-dire par la distance qui sert d'intermédiaire entre deux crêtes ondulatoires consécutives. Une onde n'importe quelle, soyez ou non électromagnétique, il peut être émis par une longueur d'onde déterminée mais tout de suite on peut voir affectée par la multitude de processus qui font que le récepteur la capte avec une longueur d'onde distincte.
Dans le cas du son, quand il change la longueur d'onde il se trouble, le ton (le caractère perçu pointu ou grave). Dans le cas de la lumière, les changements de longueur d'onde supportent des modifications en couleur.
Le déplacement au rouge n'est qu'un changement dans la longueur d'onde de la radiation électromagnétique. Une onde électromagnétique émise avec une certaine longueur d'onde (une couleur déterminée) est captée par une longueur d'onde (une couleur) distincte. Quand cette altération implique un rougeoiement du ton de la lumière ou, en général, un allongement de la longueur d'onde, on parle d'un déplacement vers le rouge. Bien que le déplacement vers le rouge soit le plus populaire, il faut insister pour ce qu'il est aussi possible que se produise un raccourcissement des longueurs d'onde de la radiation : dans ce cas on parle d'un déplacement au bleu.
Dans le cas de la radiation électromagnétique en général, et très en particulier s'il s'agit de la lumière, ce changement de longueur d'onde peut découler de trois différents processus physiques : auxquels l'émetteur et le receveur s'éloignent entre soi (l'effet Doppler), auquel l'émetteur se trouve soumis à un champ gravitationnel plus intense que le récepteur (un déplacement au gravitationnel rouge) ou à l'expansion de l'univers (un déplacement au cosmologique rouge). Quand un émetteur et un receveur s'approchent, quand le récepteur expérimente un champ gravitationnel plus intense ou quand on contracte l'univers, alors l'effet contraire, le déplacement se produit au bleu. Le déplacement se représente au rouge avec la lettre z. La variable z adopte des valeurs positives quand il s'agit d'un déplacement au rouge et de négatifs s'il s'agit d'un déplacement au bleu.
Comme il a été indiqué, le déplacement (ou envers le bleu) peut avoir trois causes physiques bien différenciées envers le rouge. Mais il y a l'une d'elles qui ressort par son importance et par la fréquence avec laquelle il apparaît dans des contextes physiques, et surtout dans des problèmes astronomiques : l'effet Doppler.
Le changement est connu comme effet Doppler dans la longitude d'une onde comme conséquence du mouvement de l'émetteur au sujet du récepteur. Nous observons cet effet de nombreuses fois dans la vie quotidienne. Quand une voiture nous s'approche à une grande vitesse, nous percevons que le son du moteur (une onde, finalement) est plus pointu que quand il s'éloigne de nous. Cette perception découle du fait dont quand la voiture s'approche, les ondes sonores émises semblent se rejoindre et diminue sa longitude, tandis que se produit l'effet contraire quand la voiture éloigne, la situation dans laquelle les ondes semblent se séparer, ce qu'il fait que sa longitude augmente.
Cet effet est très important dans l'astrophysique, où il acquiert une importance appliqué aux ondes électromagnétiques, surtout au cas de la lumière. Quand un objet qui émet une lumière, comme une étoile ou une galaxie, s'approche de nous (ou nous à l'objet), nous voyons ses ondes comprimées de lumière, avec une longueur d'onde plus petite que la correspondante à l'émission : la couleur se déplace vers le bleu. Si le corps émetteur s'éloigne de nous (ou nous du corps émetteur), alors nous voyons que sa lumière se déplace vers le rouge, ses ondes s'allongent. L'effet rend plus intense plus grand tout ce qui est la vitesse relative entre l'émetteur et le receveur, ce qui permet d'utiliser l'effet Doppler pour calculer la vitesse des astres au sujet de nous.
Cet effet reçoit son nom de l'autrichien physicien Christian Doppler, et il a été clef dans la découverte de l'expansion de l'univers par Edwin Hubble. Cependant, il faut éclaircir que les déplacements au rouge dont tant il s'agit dans une cosmologie ne découlent pas de l'effet Doppler, mais d'un effet indépendant, celui du déplacement au rouge cosmologique, mis en rapport à l'expansion de l'univers, et non avec le déplacement des galaxies proprement dites dans le sein de l'espace.

Un glossaire : “100 concepts basiques d'Astronomie”