Effet Doppler

[Eric Chariot]

Bon j'ouvre un fil ici parce que ce que je veux dire ne concerne pas directement l'expo cosmologie, donc autant pas polluer le fil de l'expo pour ça.

Là où je m'interroge, c'est sur cette tendance à dire qu'un décalage vers le rouge dû à l'expansion "n'est pas un effet Doppler"...

L'effet Doppler décrit l'étirement des longueurs d'onde quand la source a une vitesse d'éloignement (ou de rapprochement)... Mais... que cet éloignement soit dû au mouvement propre de l'objet ou à l'étirement de l'espace-temps, on s'en moque non ?
Si je tiens une lampe et que je suis sur un vaisseau spatial... On ne va pas me dire : "c'est pas un effet Doppler, parce que c'est pas la lampe qui bouge, c'est le vaisseau..."

Vous comprenez ce que je veux dire ?

Pourquoi on ne dit pas "C'est un effet Doppler dû à l'étirement de l'espace-temps" ?
Juste comme ça tout simplement.

[Isabelle Farcy-Lecat]

Bof peut-être que c'est parce que Doppler n'a laissé son nom qu'à ce cas.Et on ne peut plus interroger Doppler pour savoir s'il est d'accord avec nous. Mais tu aurais raison s'il s'agissait d'un mouvement relatif ce qui est le cas dans la lampe et le vaisseau spatial. Mais cette expansion est-elle bien un mouvement relatif? C'est une dilatation de l'espace, pas un changement de référentiel.
Je ne campe pas sur mes positions si on me démontre que je me trompe. :Y-a-t'il des arbitres sur ce forum?

[Eric Chariot]

Ben Doppler il n'a jamais connu l'expansion le pauvre donc il ne peut même pas se défendre.

Historiquement, on a constaté le décalage vers le rouge des galaxies les plus lointaines, on l'a traduit en vitesse de fuite et on en a déduit l'expansion de l'univers.
Même si c'est un étirement de l'espace, ça se traduit bien par une vitesse de fuite. Donc, selon moi, par un effet Doppler.

[Vincent Boudon]

Oui mais ... En y réfléchissant ... Il y a quand même une interprétation physique assez différente :

- Dans le "cas Doppler", une objet émetteur d'onde se déplace dans l'espace. Il tend a rattraper l'onde émise vers l'avant et a la furie vers l'arrière. D'où un décalage vers le rouge pour celui qui reçoit derrière lui (qu'il fuit) et vers le bleu pour celui qui reçoit devant lui (dont il se rapproche).

- Dans le cas de l'expansion, les galaxies sont fixes. L'espace s'étend autour d'elles, étirant les ondes émises et provoquant donc un décalage vers le rouge dans toutes les directions autour d'elles (pour le bleu il faut une contraction). Les formules sont celles de l'effet Doppler (encore que dans ce caś on peut relier z au facteur d'échelle a(t)), mais l'interprétation physique derrière est quand même quelque peut différente.

Bon, c'est une réflexion comme ça ! Il est tard, je vais dodo !

[Eric Chariot]

Oui mais... il existe bien un cas où l'effet Doppler prend en compte la modification de l'espace-temps : on l'appelle l'effet Doppler relativiste...
En fait c'est même plutôt le contraire, ce sont des équations différentes que l'effet Doppler "classique", mais on continue de l'appeler effet Doppler (relativiste cette fois).
http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Doppler_relativiste" onclick="window.open(this.href);return false;

Donc la dénomination "effet Doppler" s'applique bien aussi à des phénomènes où les longueurs et les temps se modifient non ?

[Vincent Boudon]

Oui mais ... ceci est la version tenant compte de la Relativité Restreinte. Mais il s'agit toujours du mouvement d'une source dans l'espace, avec donc une asymétrie entre l'avant et l'arrière du mouvement. Il y a dilatation du temps propre du mobile par rapport au temps propre du repère fixe, mais pas de déformation globale de l'espace.

Dans l'expansion, si on voit une galaxie s'éloigner de nous et donc décalée vers le rouge, pas moyen d'aller se mettre de l'autre côté pour la voir ariver et décalée vers le bleu. Ce qu'il faut faire comprendre, c'est que, où que l'on se place, le décalage est vers le rouge, car l'espace se dilate uniformément partout, et dilate les ondes avec lui.

[Isabelle Farcy-Lecat]

Je suis dans le raisonnement de Vincent, c'est bien une dilatation, pas une fuite, c'est une nuance importante même si le résultat est le même. Je me suis déjà fait recadrer là-dessus à juste titre et ai retenu la leçon. Si on se place dans la simulation du ballon qui gonfle, c'est la distance entre les fronts d'onde qui augmente parce que l'espace entre eux est en expansion, donc augmentation de la longueur d'onde, diminution de la fréquence. Ce n'est pas une compression vers l'avant dilatation, à l'arriére.
C'est important de ne pas se tromper de modèle. Même si le résultat est le même" à l'arrière".
Tiens mais alors, ça veut dire qu'à "l'avant" par rapport à l'observateur on aurait un redshift aussi!!!! comme le suggère Vincent.
On peut simuler ça en une dimension avec des repères sur un élastique qu'on étire.

[Eric Chariot]

Mais... Dans l'effet Doppler relativiste, la formule intègre forcément la dilatation du temps, et donc la contraction de l'espace, non ?
Est-ce que ce n'est pas aussi la contraction de l'espace qui affecte l'onde dans l'effet Doppler relativiste ? Si on n'en tenait pas compte, on n'aurait que du Doppler classique.

[Vincent Boudon]

Oui, mais c'est une contraction d'une repère par rapport à un autre, due au mouvement physique dans l'espace. C'est "local", et pas une dilatation globale de l'Univers. Dans ce cas, on considère bien un mouvement. Les galaxies ne bougent pas, l'espace (i.e. le facteur d'échelle) s'étirent.

En fait l'effet Doppler relativiste est basé sur la transfo de Lorentz, tout comme l'effet classique est basé sur la transfo de Galilée. Mais à chaque fois, entre deux repères en mouvement. Dans l'expansion, pas de mouvement de matière, mais un changement de facteur d'échelle.

Ce que je veux aussi surtout dire, c'est que dans le cas "Doppler" il y a une asymétrie entre différents observateurs et pas pour l'expansion qui est isotrope.

En fait, pour en revenir à l'expo, il faut surtout éviter de faire croire que si une galaxie s'éloigne de nous, on pourrait aller (au moins par le pensée) à un autre endroit où on la voit se rapprocher. On la verra toujours s'éloigner, quoi que l'on fasse (hors mouvements locaux).

[Eric Chariot]

Non mais y a un truc qui va pas. Quand tu vas tirer sur l'élastique, on va bien voir les deux points s'éloigner l'un de l'autre. On ne peut pas dire "y a pas de vitesse de fuite".