Quelles preuves existe-t-il que les galaxies s’éloignent de la Terre ?
1. Redshift : L’une des preuves les plus convaincantes est le redshift des galaxies. Lorsque la lumière provenant de galaxies lointaines est observée à travers des télescopes, sa longueur d’onde apparaît décalée vers l’extrémité rouge du spectre. Ce phénomène, appelé redshift, est interprété comme une conséquence de l'effet Doppler. De la même manière que le son d'une sirène qui passe change de hauteur à mesure qu'elle se déplace, le redshift dans la lumière des galaxies indique qu'elles s'éloignent de nous. Plus la galaxie est éloignée, plus le redshift observé est important.
2. Loi de Hubble : Edwin Hubble, un astronome, a fait une découverte révolutionnaire au début du XXe siècle en étudiant la relation entre le redshift des galaxies et leur distance à la Terre. Il a découvert que plus une galaxie est éloignée de la Terre, plus elle semble s’éloigner rapidement de nous. Cette corrélation, connue sous le nom de loi de Hubble, suggère que l'expansion de l'univers n'est pas centrée sur la Terre mais constitue plutôt un phénomène mondial.
3. Fond micro-ondes cosmique (CMB) : Le CMB est le rayonnement résiduel du Big Bang, le modèle cosmologique dominant qui explique l'origine et l'évolution de l'univers. Le CMB est une lueur faible et uniforme qui remplit tout l’univers observable. Les mesures du CMB ont révélé de petites fluctuations de température, qui sont interprétées comme des échos des variations de densité dans l'univers primitif. Ces variations confortent l’idée selon laquelle l’univers était autrefois très chaud et dense et n’a cessé de s’étendre depuis.
4. Observations de supernova : Les observations de supernovae lointaines, en particulier les supernovae de type Ia, ont également fourni des preuves de l'expansion de l'univers. Les supernovae de type Ia sont très lumineuses et ont une luminosité maximale constante, ce qui les rend utiles comme « bougies standard » pour mesurer les distances cosmiques. En étudiant les courbes de lumière et les redshifts de ces supernovae, les astronomes ont découvert que l’expansion de l’univers non seulement s’accélère, mais semble également augmenter avec le temps. Ce phénomène est attribué à la présence d’énergie sombre, une force ou propriété mystérieuse de l’espace qui entraîne l’expansion de l’univers.
5. Structure à grande échelle : Les observations de la structure à grande échelle de l'univers, y compris la répartition des galaxies et des amas de galaxies, fournissent un soutien supplémentaire à l'expansion et à l'évolution de l'univers. Le regroupement des galaxies et la formation de filaments et de vides cosmiques suggèrent un schéma sous-jacent qui peut s'expliquer par la croissance de structures par le biais d'interactions gravitationnelles sur des milliards d'années.
Ces diverses sources de données, notamment le redshift, la loi de Hubble, les observations du fond diffus cosmologique, les études sur les supernovas et l'analyse de structures à grande échelle, contribuent toutes à la compréhension de l'éloignement des galaxies par rapport à la Terre et de l'expansion de l'univers.