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Question d'oral
Qu’est-ce que le redshift et pourquoi est-il central pour parler d’expansion ?
Réponse d'oral
Le redshift, ou décalage vers le rouge, est l’allongement de la longueur d’onde de la lumière ; il est central pour comprendre l’expansion de l’Univers, car il permet d’en mesurer les effets. La lumière d’une galaxie porte des signatures caractéristiques des éléments chimiques qu’elle contient. En comparant leur position avec celle mesurée en laboratoire, les astronomes repèrent un éventuel décalage vers les grandes longueurs d’onde, du côté rouge du spectre. Ce décalage se mesure par un nombre, noté z : si z vaut 1, la longueur d’onde reçue est deux fois plus grande que celle émise.Pourquoi cela parle-t-il d’expansion ? Pendant le voyage de la lumière, l’espace s’étend et sa longueur d’onde s’allonge avec lui. Ce n’est donc pas simplement une galaxie qui traverse un espace immobile, comme une voiture s’éloigne sur une route. En 1927, Georges Lemaître relie théoriquement l’expansion à l’éloignement des galaxies. En 1929, Edwin Hubble publie des observations montrant que, globalement, plus une galaxie est lointaine, plus son décalage vers le rouge est important. C’est la relation de Hubble-Lemaître.Une nuance compte : tout redshift ne vient pas de l’expansion. Un mouvement local ou un champ gravitationnel peut aussi décaler la lumière. La galaxie d’Andromède, qui se rapproche de nous, présente ainsi un décalage vers le bleu malgré l’expansion générale. Le redshift cosmologique, associé à d’autres mesures, permet de reconstruire l’histoire de l’expansion et d’éprouver le modèle du Big Bang. Reste à comprendre pourquoi cette expansion s’accélère aujourd’hui.
Autres questions
1.Expliquez pourquoi le Big Bang n’est pas une “explosion dans l’espace” mais l’expansion de l’espace. Donnez une image simple (sans trahir le concept).3.À quoi sert le fond diffus cosmologique (CMB) dans la validation du modèle du Big Bang ?4.Que signifie “découplage photons-matière” et pourquoi la date d’environ 380 000 ans après le Big Bang est-elle importante ?5.Pourquoi la matière noire est-elle une hypothèse robuste, même si on ne l’a pas observée directement ?