Le red shift est un moyen utilisé par les astronomes pour connaître la distance de tout objet très éloigné dans l’Univers. Le décalage rouge est un exemple de l’effet Doppler.
Voici un exemple de décalage rouge. À gauche, on voit un rayon de lumière provenant du Soleil, et à droite, un rayon provenant d’une galaxie lointaine. Comme vous pouvez le voir, toutes les lignes se déplacent vers l’extrémité rouge du spectre en raison du décalage vers le rouge.
La façon la plus simple d’expérimenter l’effet Doppler est d’écouter un train en mouvement. Lorsque le train se dirige vers une personne, le son qu’il émet en venant vers elle semble avoir une tonalité plus élevée, car la fréquence du son est un peu comprimée. Au fur et à mesure que le train s’éloigne, le son s’étire et sonne plus bas. La même chose se produit avec la lumière lorsqu’un objet qui émet de la lumière se déplace très rapidement. Un objet, comme une étoile ou une galaxie, qui est très éloigné et qui se déplace vers nous, aura une apparence plus bleue que d’habitude. C’est ce qu’on appelle le décalage vers le bleu. Une étoile ou une galaxie qui s’éloigne de nous paraîtra plus rouge que si la source ne se déplaçait pas dans notre cadre de référence. C’est de là que le décalage vers le rouge tire son nom, puisque les couleurs sont décalées vers l’extrémité rouge du spectre.
La raison pour laquelle les astronomes peuvent dire à quel point la lumière est décalée est que les éléments chimiques, comme l’hydrogène et l’oxygène, ont des empreintes uniques de la lumière qu’aucun autre élément ne possède. Les astronomes utilisent la spectroscopie pour analyser la lumière d’un objet (galaxie ou étoile}. Une fois qu’ils le savent, ils vérifient la différence entre l’emplacement des lignes spectrales et leur emplacement normal. À partir de là, ils peuvent dire si l’objet se rapproche ou s’éloigne de nous, et aussi à quelle vitesse il se déplace. Plus il va vite, plus les raies spectrales sont éloignées de leur position normale dans le spectre.