PETIT MOT DU DIMANCHE : LE MESSAGE DE LA LUMIÈRE
Connaissance & Partage
LA SPECTROSCOPIE
LE MESSAGE DE LA LUMIÈRE
PMDD du 1er OCTOBRE 2023
Jean-Pierre Luminet (1) l’affirme « Tout ce que nous savons sur l’espace au-delà du système solaire… est connu à travers les photons qui ont frappé les télescopes depuis un siècle et dont la somme des énergies ne dépasse pas celle contenue dans une seule goutte de pluie frappant le sol. (1)
Qui n’a pas été émerveillé devant un arc-en-ciel ?
Pourtant la nature de ce phénomène est demeurée un mystère jusqu’à ce qu’Isaac Newton (1642-1727) arrive à démontrer que la lumière du Soleil n’est pas véritablement blanche mais le mélange de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Cette lumière, lorsqu’elle est déviée par les gouttes de pluie (ou par un prisme) se sépare en sept couleurs, allant du rouge au bleu. Newton donne à cet éventail de couleurs le nom de « spectre » du latin spectrum qui veut dire « apparence » ou « apparition ».
A partir de la seconde moitié du XIXème siècle, les techniques pour décomposer la lumière, qu’on nomme alors « spectrométrie » s’affinent et donnent naissance à l’astronomie moderne. Les spécialistes notent que le spectre de la lumière stellaire est traversée de multiples rayures noires que l’on nomme alors les raies de Fraunhofer du nom de l’opticien et physicien allemand (1787-1826) qui les étudia. Leur position, leur nombre et leur aspect sont uniques pour chaque étoile et forment ainsi la signature des éléments chimiques qui la composent.
Fraunhofer démontra que chaque atome, chaque molécule absorbe une partie de la lumière émise et crée des séries de raies caractéristiques dans le spectre, toujours aux mêmes endroits, comme le ferait un code barre. Plus tard, les spécialistes démontrèrent que l’étude du spectre permettait de saisir le mouvement des objets célestes.
Ainsi, lorsqu’un objet lumineux s’éloigne de nous, son spectre se décale vers le rouge et vers le bleu si, au contraire, il se rapproche de nous. Cet effet a permis en 1929 à Edwin Hubble de démontrer que les galaxies qu’il étudiait s’éloignaient de nous, jetant ainsi les bases de l’univers en expansion. Enfin, on a aussi découvert que la lumière visible n’est qu’une toute petite portion des rayonnements qui existent dans l’univers. C’est ainsi que de nouveaux télescopes ont été mis au point pour capter les ondes invisibles que sont les ondes radio, les infrarouges, ultraviolets, les rayons gamma, tout ce qui forme ce que l’on appelle le « spectre électromagnétique ».
Ainsi, même si nous ne pouvons pas atteindre les étoiles, nous pouvons étudier l’Univers dans la plupart de ses dimensions, même si certaines, encore de nos jours sont assez mystérieuses comme l’est, par exemple, l’énergie noire…
Bonne lecture
Bob
(1) Directeur de recherche au CNRS. Rédacteur de « Bonnes nouvelles des étoiles » et co-auteur avec Hubert Reeves de « Dialogue sous les étoiles ».