PETIT MOT DU DIMANCHE - CHAPITRE 17

PETITE HISTOIRE DU CIEL

Chapitre 17 PMDD du 5 février 2023

LES DÉBUTS DE LA SPECTROMÉTRIE

Suite aux travaux de Newton sur la lumière, les scientifiques vont mettre au point des spectromètres, appareils destinés à analyser la nature des gaz contenus dans les étoiles. La lumière qu’elles émettent, traversant un prisme, est décomposée par celui-ci en bandes colorées aux teintes de l’arc en ciel. Dans ce spectre lumineux des bandes sombres apparaissent dont les longueurs d’onde correspondent aux gaz contenus dans l’étoile émettrice.

Grâce à de tels appareils, les scientifiques ont pu découvrir la composition des étoiles et, après de nombreuses expériences, déterminer leur sens et leur vitesse de rotation, et même celui de leur déplacement par rapport à nous. En effet, tout le monde sait que, pour les ondes sonores, le son varie si la source sonore est mobile. Il suffit, pour le vérifier, d’écouter le son d’une ambulance fonçant sur la route. Quand le véhicule s’approche de nous, le son est plus aigu que lorsqu’il nous dépasse et se dirige au loin. En effet, dans le premier cas, les ondes sonores sont comprimées vers nous, donc plus courtes et donc plus aigües, alors qu’elles sont étirées lorsque le véhicule s’éloigne et donc plus graves.

On appelle cela l’effet Doppler (1).

Pour les ondes lumineuses cela est identique. Si l’étoile (ou la source lumineuse) se rapproche de l’observateur, les raies d’absorption du spectre sont étirées vers le bleu alors qu’elles sont étirées vers le rouge si la source lumineuse s’éloigne de lui. (2)

L’invention de la spectroscopie marqua la naissance d’une nouvelle branche de l’astronomie : l’astrophysique, une révolution dans la science du ciel.

Pendant que certains astrophysiciens essayaient de traduire le sens des bandes sombres d’absorption des spectres, plus poétiquement un astronome allait apporter de grandes informations dans l’investigation de la lumière stellaire. Or cet homme, William Herschel, (1738-1822) n’était pas astronome de formation mais musicien.

Après la victoire du royaume de France dans la guerre de sept ans, Herschel s’enfuit en Angleterre. Musicien de formation, il fut nommé organiste à l’Octagon Chapel de Bath, ce qui lui permit de gagner plus d’argent. C’est ainsi que, grâce à cette nouvelle sécurité financière, il put explorer d’autres centres d’intérêt.

Le premier d’entre eux fut l’astronomie et il s’instruisit en dévorant les livres tels que le « Cours complet d’optique » et « L’astronomie expliquée selon les principes de sir Isaac Newton », bien utile pour ceux qui ne possédaient pas de bases en mathématiques

Désireux de voir de plus près les objets célestes mentionnés dans ces livres, Herschel commença à construire son propre télescope. Il écarta les lentilles plus populaires mais onéreuses pour construire ses propres modèles à partir de miroirs incurvés.

Une fois ses miroirs meulés et polis à la main, le 4 mars 1774, il se mit à observer le ciel, toujours accompagné de sa sœur Caroline (1750-1848). Ils firent alors de remarquables découvertes dont nous parlerons au chapitre suivant.

(à suivre)

Bob

(1) L’effet Doppler est également utilisé en médecine.

(2) C’est de cette manière qu’Edwin Hubble (1889-1953), grâce à l’analyse de la lumière émanant des galaxies lointaines, a découvert que l’univers était en expansion.