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Propagation des ondes

Dans cette vidéo, on apprend comment utiliser l'effet Doppler pour déterminer la vitesse d'éloignement d'une galaxie en astrophysique. Pour cela, on mesure le décalage de la longueur d'onde de l'hydrogène observé sur Terre par rapport à celui observé dans la galaxie. On utilise ensuite la formule V = delta lambda C / lambda E pour isoler la vitesse d'éloignement, qui est de 1,2 x 10^7 m/s dans ce cas. On peut ensuite utiliser la constante de Hubble et la distance en années-lumières pour calculer la distance entre la galaxie et la Terre, soit 5,2 x 10^8 années-lumière. La vidéo explique également que la lumière qu'on observe d'une galaxie est ce qui s'est passé il y a de nombreuses années, donnant ainsi un aperçu du passé en astrophysique.

Salut à tous, c'est Laila pour Studio. Aujourd'hui, on va voir la vitesse d'éloignement d'une galaxie. Jusque là, on a parlé de l'effet Doppler, on a vu comment il pouvait servir pour le sonar, pour le radar, pour différentes applications. Et une des applications importantes, c'est en astrophysique, c'est de déterminer à quelle vitesse les galaxies s'éloignent ou se rapprochent de nous. Donc là, on observe une galaxie, et on remarque l'arrêt de l'hydrogène qui, sur Terre, est à 683 nanomètres. Lorsqu'on la mesure depuis la galaxie sur la Terre, ce n'est pas la même longueur d'onde. On nous donne également la vitesse d'éloignement d'une galaxie, V, en fonction de la constante de Hubble, et D, qui va être la distance en années-lumières. Parce qu'en astrophysique, c'est important, c'est les années-lumières, parce que les kilomètres sont un peu petits dans l'unité d'astrophysique, donc l'idée c'est combien d'années la lumière a-t-elle parcouru. Donc ça, ça nous donne une distance. Et donc voilà, on nous donne le décalage en longueur d'onde de l'effet Doppler. Tout ça, c'est des formules qu'il n'y a pas à connaître par cœur, il faut juste pouvoir les utiliser lorsqu'on vous les redonne, et on vous les redonnera tout le temps. La première chose, on nous demande de justifier que la galaxie s'éloigne de la Terre, donc pour ça, il faut regarder les décalages de longueur d'onde. Vous voyez que là, la longueur d'onde depuis la galaxie, elle est plus grande que celle de la Terre, enfin de l'hydrogène qu'on mesure, qui vient de la galaxie, qui arrive sur Terre, et on a lambda qui est C sur F, c'est le lien entre la vitesse et la fréquence, donc ce qu'on sait, c'est que la fréquence de la lumière dans la galaxie est plus faible que celle de la Terre, et donc ça, ça veut dire qu'il y a un éloignement. Comme je vous l'ai dit, c'est quelque chose qu'on a très bien dans la vie de tous les jours, si il y a un camion pompier qui s'éloigne de vous, vous allez percevoir la sonnerie comme étant plus grave, et donc la fréquence plus grande. C'est ce qu'on retrouve ici. Donc la galaxie s'éloigne, comme moi je l'aperçois, je perçois la fréquence plus grande. Ensuite, on nous demande de déterminer la valeur de la vitesse avec laquelle s'éloigne la galaxie. Je passe par l'effet Doppler ici, et donc j'isole la vitesse, donc V c'est delta lambda C sur lambda E. Si je fais la conversion, il faut bien faire attention à ce que V et C soient dans la même unité, et ça me donne une vitesse de 1,2 x 10 puissance 7 mètres par seconde. Et ensuite, j'aimerais grâce à ça connaître la distance entre la galaxie et la Terre, et on me demande de passer par les années-lumière. Donc l'idée, c'est que je peux faire le lien entre la vitesse d'éloignement et la distance de la Terre. Pourquoi? Parce qu'il y a cette histoire de combien de temps la lumière a-t-elle voyagé. C'est ça que je vais utiliser ici, tout simplement, la formule qu'on me donne. J'utilise le fait que V c'est h0 x D, donc ça permet d'isoler D, pour dire que D c'est V sur h0. Et ça, ça me donne 5,2 x 10 puissance 8 années-lumière. Vous voyez, ça veut dire que la lumière qu'on est en train de percevoir maintenant de la galaxie, c'est celle qui est issue des réactions chimiques du Soleil, etc., qui ont volé 5, 10 puissance 8 années avant. Vous voyez, on est dans des échelles de temps gigantesques en fait. Donc ce qu'on voit, on voit toujours en astrophysique le passé. Donc c'est ça qui est intéressant. J'espère que cette vidéo vous aura été utile. N'hésitez pas à poser vos questions en commentaire.

Eloignement d'une galaxie

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