Blueshift ,redshift ,effet Doppler, expansion..

[trial 0]

Bonjour, j'ai un peu de mal avec le blueshift .
Rappel :l'astronome Ole Christensen Römer 1676 en observant les satellites de Jupiter et Io qui effectue une révolution autour de Jupiter en 1,77j , a remarqué qu'au cours de l'année, les eclipses de ce satellite se décalaient, tantôt en avance, tantôt en retard .
Il comprit me semble -t-il, car Wikipédia est évasif là dessus, que suivant la distance Terre Jupiter, et bien il y avait un décalage , du au temps que met la lumière pour nous arriver.
Si bien, que par exemple, lorsqu'on se rapproche de jupiter, et bien on voit les satellites tourner légèrement plus vite , car en s'approchant, on les voit tel qu'ils étaient un peu plus avant vu que la lumière met moins de temps à venir .
Inversement , quand on est plus loin , que l'on s'éloigne on les voit tourner légèrement moins vite , ce décalage s'ajoute, bien entendu .
Römer trouva 10 mn au maximum et calcula ainsi la vitesse de la lumière.
Sur ce même principe, alors, supposons que l'on regarde avec un super télescope ce qu'il se passe dans une planète voisine qui se rapproche de nous à bonne vitesse .On verrait ses habitants gesticuler comme dans un film accéléré ,et gesticuler d'autant plus que la vitesse est grande (eux verraient la même chose, sans doute) les lumières émises virer au bleu je suppose (fréquence + grandes) ..
La relativité nous dit que en plus de ce phénomène , le temps devrait ralentir aussi.... Ce qui aurait tendance alors à gommer l'effet précédent.
Ma question est : "Le premier effet remarqué par Römer est -il celui de l'effet Doppler , du blueshift"
Qu'en est-il de l'effet de ralentissement du temps, serait-il visible avec un télescope ?
Merci de m'éclairer , désolé si le sujet a été traité déja.

[adintc 22]

Bonjour,
Non , ce n'est pas ça. Il n'y a que le délai de la lumière qui compte ici. Il faut considérer que 1.77j est la période de l'orbite. c'est une constante. La position de Io à un point donné de l'orbite perçue par qq'un sur terre est décalée de +-8 mn uniquement parce que Jupiter elle même se déplace sur son orbite et s'éloigne ou se rapproche de nous.
C'est tout, rien à voir avec le blueshift et autre.
a+
h74

[dg2 2 034]

Redshift et blueshift sont la même chose à ceci près que l'un (blueshift) se produit quand l'objet s'approche et l'autre (redshift) quand il s'éloigne. Que vous observiez avec un spectrographe la fréquence de je ne sais quel rayonnement ou que vous observiez au télescope la fréquece de révolution de Io, il se passe la même chose, cela varie dans les mêmes proportions pour l'une et pour l'autre. Ceci étant, ces variations sont faibles. En valeur relative, elles sont sans doute de l'ordre de 0,001%. Donc "à l'œil", vous ne voyez pas ces variations.

Pour voir les choses en accéléré comme vous dites, il faudrait un objet se rapprochant de vous à une vitesse comparable à celle de la lumière, soit dans les 100000 km/s. Et cela ne se produit pas en astrophysique, où les vitesse de rapprochement entre objets n'excèdent que très rarement les quelques milliers de km par seconde.

Le seul cas qui peut se rapprocher de ce que vous semblez avoir en tête est pour le redshift, avec les explosions de supernovae lointaines. Une supernova qui est à un redshift de 1 explose littéralement deux fois plus lentement qu'une supernova proche (sa courbe de lumière est deux fois plus étalée dans le temps), en même temps que la fréquence de son rayonnement est deux fois moindre. Donc si vous avez une intuition du temps caractéristique d'une supernova, vous voyez un événement "macroscopique" (temporellement parlant) se dérouler à une vitesse significativement différente de ce à quoi vous pourriez vous attendre. Mais je pense que c'est le seul cas concret où cela se produit.

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 03-07-2009).]

[trial 0]

Merci de vos réponses

J'ai trouvé la solution, depuis tout à l'heure.
Je parlais de ce phénomène constaté par Römer .

Bien sûr que ce phénomène est l'effet Doppler , peut être infime , mais au fur et à mesure du temps on arrive donc à 8 mn d'écart .Ce n'est pas rien !

Il ya 3 moyens de calculer cet effet voir ici http://astrosurf.com/ard2ride/effet-doppler.htm
1)Soit en supposant Jupiter immobile, et nous en avançant. On va à la rencontre de la source.
En calculant comme cela, effectivement, on obtient la fréquence
f'=f.(v+c)/c où f' est la nouvelle fréquence(fréquence vue au télescope) et f la fréquence propre de l'objet , ici 1/1,77 tours par jour.
Dans cette façon de penser, on peut imaginer qu'on file vers un objet à c ,une Terre par exemple qui tourne autour d'elle même 365 fois en 1 an cet objet serait distant de 10années lumière , 1 an plus tard , il ne sera plus donc qu'à 9 années lumière. Combien aura -t-il fait de tours sur lui même (ce qu'on en verrait): et bien 365 (un an + tard )+365 vu qu'on le voit un an plus tard : 2 fois plus effectivement
2) Soit en supposant que jupiter vient à notre rencontre que Io emmet un flash à chaque tour de Jupiter .
Là on trouve f"=f.c/(c-v) c'est pas la même chose, on considère qu'en emettant son flash, jupiter en fonçant vers nous rattrappe un peu celui ci et les flash seront de plus en plus rapprochés jusqu'à avoir une fréquence infinie à c..

3) La relativité qui doit mettre bon ordre à tout ça normalement , en disant qu'il ne doit pas y avoir de solution privilégiée.! Pas d'Ether surtout hein!

Ce qui m'étonne ici en combinant ces 2 équations, c'est que l'on obtient
f'/f"=(c2-v2)/c2 , je suis sûr qu'il y a moyen de retrouver la contraction du temps relativiste, mais je ne vois pas pour l'instant ...

[adintc 22]

Voila un extrait de wikipedia:
"Après les spéculations d'Empédocle , d'Alhazen, ou de Roger Bacon, et les tentatives malheureuses de Galilée avec des aides démasquant des lanternes, la première estimation expérimentale est due à l'astronome danois Ole Christensen Rømer : En étudiant le cycle des éclipses de Io, satellite de Jupiter, il trouve que 40 révolutions observées lors d'une quadrature de Jupiter avec la Terre sont décalées dans le temps par rapport à 40 autres observées lorsque les deux planètes sont au plus proche. Il en déduit que quand Jupiter et la terre sont en positions opposées par rapport au soleil, la lumière de Jupiter met 22 minutes de plus pour nous parvenir que lorsque les deux planètes sont au plus proche, ce retard correspondant au temps supplémentaire de parcours par la lumière du diamètre de l'orbite terrestre. En Septembre 1676, il prédit ainsi pour une émersion de Io, un retard de 10 minutes (observé le 9 novembre) par rapport à la table établie par Cassini. La lumière mettait ainsi 11 min pour parcourir le rayon de l'orbite terrestre, mais ce rayon était mal connu, les mesures étant dispersées entre 68 et 138 millions de km, valeurs toutes fausses. Rømer (qui trouva ensuite 7 min), Cassini, Newton et bien d'autres améliorèrent la précision du temps de parcours, mais il fallut attendre que Delambre analyse un millier d'éclipses, réparties sur 140 ans, pour trouver la valeur de 8 min 13 s (la valeur correcte est de 8 min 19 s)."

Ce n'est ni un problème de relativité, ni de doppler (vitesses Jupiter , Io et Terre trop faibles par rapport à c)

A+
hk74

[trial 0]

Bon je laisse tomber pour adintc , je crois qu'il n'en démordra pas.
Il s'agit bien de Doppler et de relativité, pour Doppler c'est démontré plus haut, assez complètement il me semble, il manquait à sortir la rela tivité , voilà j'ai trouvé .

Dans la 1 façon de voir ;le récepteur file vers la source
on a f'=f.((v+c)/c) comme t= 1/f (temps de rotation par ex )
t'=t.c/(v+c)

De même pour la 2ème façon de calculer ;(la source file vers le récepteur)
t"=t(c-v)/c

ce que l'on veut avoir c'est t"=t' , avec les même termes, on va chercher un multiplicateur $ qui corrige le temps t'(cas 1)et t à l'intérieur du vaisseau ou de l'objet qui file (ou qui semble filer)
pour le 1 ça nous donne t'$=tc/(v+c)
pour le 2 t"=t$(c-v)/c
En posant t"=t' bingo !
$=rac c2/(c2-v2)
Rappelons que j'ai défini le temps plus haut comme l'inverse de la fréquence, le temps que mets l'objet pour faire un tour .
Quand v tend vers c , on voit que ce temps tend vers l'infini , c'est à dire qu'un tour prend un infinité de temps, le temps ralentit .
C'est une autre façon de trouver une des équations de la relativité !!!

[Ce message a été modifié par trial (Édité le 03-07-2009).]

[FrédéricP 0]

Bonjour,

il me semble que l'effet Dopler n'est pas sensible dans ce cas là... c'est plutôt à l'échelle des galaxies lointaines dont le spectre est décalé vers le rouge lorsqu'elles s'éloignent (ça s'apparente un peu à un phénomène de "perte d'énergie" de la lumière, d'augmentation apparente de sa longueur d'onde qui fait rougir la lumière car si la lumière reste émise à la même fréquence, la source recule donc le "sommet" arrivera chaque fois plus tard). J'espère ne pas dire des bêtises

Ha ben de toute façon c'est développé plus bas!

F.P.

[Ce message a été modifié par FrédéricP (Édité le 03-07-2009).]

[Superfulgur 16 124]

Trial,

Adinct a évidemment raison... Ce que Roemer a mis en évidence est simplement un effet géométrique. Ni le décalage spectral, ni la relativité n'ont rien à voir là-dedans.

[Superfulgur 16 124]

"Bon je laisse tomber pour adintc , je crois qu'il n'en démordra pas."

Relis tranquillement le passage de wiki qu'adinct t'as obligeamment proposé.

S

[trial 0]

Il s'agit ici de fréquence de rotation constante dans le référentiel de Jupiter .Nous filons vers lui , ou cet ensemble s'éloigne de nous ...
Bien évidement qu'il s'agit de pb de relativité et d'effet Doppler, vous me décevez, là ! Oh, revenez à la réalité, on a 2 référentiels en mouvement l'un par rapport à l'autre .Au secours les gens .
Je connais parfaitement l'expérience de RÖMER , c'est moi qui ait donné la source .
Comment pouvez-vous ne pas voir là un effet Doppler ?
Bien évidement qu'il s'agit aussi de géométrie !!!!
Comment expliquez-vous que je retrouve une équation de la relativité en écrivant simplement que les 2 points de vue doivent être identiques !!!!
t/t'=rac (1-v2/c2) Regardez les calculs!!!!
Remettez-vous les gars !On parie , allez 50€ ..
Cordialy .

[FrédéricP 0]

Non, désolé, mais même en y mettant toute ma bonne volonté, vois pas d'effet Dopler derrière!

F.P.

[Ce message a été modifié par FrédéricP (Édité le 03-07-2009).]

[trial 0]

Prenez l'effet Doppler dans l'air, c'est peut-être là qu'on ne se comprend pas.
Un emetteur (par ex une voiture qui klaxonne, emet des vibrations , quoi !) qui avance vers un recepeur , nous .
Quand l'émetteur avance vers nous , le son semble plus aigu ok , effet Doppler avec l'équation décrite plus haut .la fréquence tend vers l'infini à c vitesse du son.

A l'inverse, quand c'est nous qui avançons vers l'émetteur, le son semble plus aigu, aussi, mais pas du tout avec la même équation .
Tout est expliqué là ; il me semble assez pédagogiquement .(pas assez ) http://astrosurf.com/ard2ride/effet-doppler.htm La fréquence ne tend pas vers l'infini , elle double simplement à c.

On essaie de retranscrire ça avec la lumière , c'est le même pb.
On ne connait pas la relativité, et l'on suppose que l'on avance vers jupiter qui emet des flashs tous les 1,77 jours ou qui fait tourner Io dans le même temps , le pb est identique.
On avance vers jupiter, on va voir une fréquence apparente plus importante comme décrite pour le son ...avec la même équation.

Si on considère que c'est Jupiter qui avance, avec ses flashs tous les 1,77 jours , il rattrapera ses flashs un petit peu , et on retrouve le même problème que dans l'air .

La suite: on dit, pour faire plaisir au génie d'Einstein que ces 2 façons de calculer doivent être identiques, il ne doit pas y avoir moyen de différencier si c'est nous qui avançons vers Jupiter , ou l'inverse, et je retrouve la fameuse équation t'/t=rac (1-v2/c2) t' le temps propre de l'objet qui se déplace ;le temps t' s'annule quand tend v vers c .

Perso, je tiens à disposition une autre façon, avec l'expérience de Michelson et Morley de retrouver cette équation !!

[kds 42]

Euh Superfulgur n'en rajoute pas une couche avec un effet géometrique...

Römer a eut l'intuition que la vitesse de la lumière est finie, tout simplement.

Sur quelques jours on peut mesurer la période de l'orbite des 4 satellites principaux de Jupiter. Si on dispose d'une horloge très régulière (la précision absolue on s'en fout), on peut donc raisonnablement en déduire des prévisions sur leur position dans le temps.

Or en observant les positions des satellites de Jupiter à 6 mois d'intervalle, suivant que la Terre se trouve au plus proche ou au plus loin de Jupiter on devrait constater que curieusement les satellites ont un retard ou une avance notable sur les prévisions (16mn = 1000s = 2x150Mkm/ 300 000km/s).

Rien à voir avec l'effet Döppler puisque de toute façon ce décalage s'observe sur tous les satellites au même moment, que l'un d'eux soit en mouvement relatif de rapprochement ou l'autre en mouvement relatif de fuite par rapport à l'observateur sur Terre (au moment de leur élongation maximale par exemple).

Je serais très étonné qu'à l'époque de Römer on puisse mesurer un effet Döppler aussi faible que celui dû au mouvement orbital des satellites autour de Jupiter. Cela nous projette en 1840 avant que cet effet soit scientifiquement mis en évidence...avec l'arrivée du train à vapeur et sur les ondes acoustiques encore...

[trial 0]

je retente une autre fois ..

Pour KDS :
Il s'agit du sytème Jupiter/Io , et pour mieux saisir chaque fois que Io fait un tour, jupiter ou Io emet un flash .Nous, on regarde et compte ce flash suivant 2 façons. Soit que ce système se dirige vers nous, nous immobiles ; soit l'inverse !!!

Je ne parle pas de l'effet doppler quand Io s'approche ou s'éloigne de nous,du fait de sa rotation autour de Jupiter; mais de l'effet Doppler du système Io/ jupiter qui s'avance vers nous ; par ex, que vous le vouliez ou non, la fréquence de rotation apparente de Io augmente quand Io/jupiter s'approche, et diminue quand Io /jupiter s'éloigne ...
Lde flash augmente en fréquence quand le système approche, et diminue quand le système s'éloigne ..
Comprendo ! You understand ? Capito ?
Effet Doppler, sûr à 100% !!!!

[trial 0]

J'ai compris pourquoi vous bloquiez, en pensant Doppler vous pensez à la lumière émise par Jupiter ou Io.
Il est question de lumière , mais ici on s'intéresse à l'effet Doppler de du phénomène oscillant : Io qui tourne autour de Jupiter avec une fréquence de 1/1,77 jours, très faible .

Cela reviendrait au même d'ailleurs si l'on s'occupait d'une lumière émise par l'étoile à cette fréquence .(Une fréquence si faible n'existe pas, non !)Ici la fréquence est si faible qu'on peut compter les nombres de tour, donc l'effet Doppler est visible et mesurable,sur plusieurs jours, même à de faibles vitesses ...

Néammoins , les équations écrites sont générales à l'effet doppler, qu'il s'agisse de lumière émise par l'astre en mouvement (avec une certaine fréquence au repos), ou d'un satellite qui tourne à une autre certaine fréquence....
Tout est là , http://astrosurf.com/ard2ride/ à Effet Doppler.. peut -être un peu foulli..
Saluts , j'espère qu'il y en a au moins un qui a compris dans la salle !

[dg2 2 034]

Bonsoir trial,

d'ordinaire, quand on parle d'effet Doppler, on parle de variation de frequence. Romer n'a pas detecte une variation de la frequence orbitale d'Io. Ce que l'on peut faire aussi, c'est integrer la frequence au cours du temps, c'est-a-dire mesurer la phase orbitale d'Io (ou de ce que vous voulez d'autre). Meme si les variations de frequences sont faibles, les ecarts de phase peuvent etre importants car ils resultent de l'addition des variations de frequence (qui ici s'accumulent sur six mois). Techniquement, on attribue un ecart de phase a un effet purement "geometrique" dans le vocable de Superfulgur (il prouve que la distance a l'objet a change), et un ecart de frequence (ce qu'on appelle l'effet Doppler) a l'existence d'une vitesse relative. Evidemment, ce n'est qu'une question de point de vue, et ces deux choses sont deux aspect differents d'un meme phenomene (vitesse relative implique variation de la distance). Disons que Romer a indirectement mis en evidence l'effet Doppler.

Maintenant, cet effet Doppler "vu" ou pas par Romer n'a pas besoin de la relativite restreinte pour etre interprete. Vous pouvez le faire dans le cadre de la mecanique classique, l'erreur que vous faites alors est totalement negligeable (a la precision atteignable a l'epoque de Romer).

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 05-07-2009).]

[trial 0]

Ah, il y en a un qui suit dans la salle !
Romer n'a pas compris qu'il s'agissait d'un effet Doppler, celui ci n'étant pas né.
J'ai fait une recherche sur Internet avec les 2 mots Romer et Doppler..
Je ne suis pas le premier à avoir noté qu'il s'agit bien là d'un effet Doppler dans toute sa splendeur .Voila ce que j'ai trouvé , en N° 1 entre autres .

"J'avais cru comprendre que ce que Roemer appelle le "retardement de la lumière" pourrait bien ressembler fortement à ce que l'on nomme sous d'autres cieux l'effet DOPPLER.... mèlant innocemment son et lumière, ondes et mécanique, sous la houlette de la fée Astronomie..."

Malgré tout, le calcul de tout ça ne doit pas être chose facile, car la vitesse relative de Jupiter/Io -Terre n'est pas linéaire , ensuite ce doit être difficile de déterminer le temps d'un tour complet de Io , la terre et jupiter se déplaçant , le moment de l'éclipse doit se décaler...

[kds 42]

...quelle mauvaise foi Trial
Quand on intitule son post "Blueshift ,redshift ,effet Doppler, expansion.." il ne faut pas s'attendre à une autre interprètation, et se rattraper aux branches comme on peut grâce à une réponse providentielle d'un des participants.

Mais la vue de l'esprit est intéressante alors je m'y colle.

-Le taux de cet "effet Doppler" sera au plus de (16 mn /1 année) = 0,00003.
-La période de rotation de Io étant de 1j18h18mn = 2538 mn

Ainsi sur une rotation, soit 2538mn on aura un décalage de 0,076mn.

Donc, sauf erreur de ma part, pour espérer déceler un retard ou une avance de 1mn il faut 13 rotations soit 23J.

[Ce message a été modifié par kds (Édité le 06-07-2009).]

[trial 0]

Bonsoir,
Le post a évolué, il s'agissait de savoir si l'effet constaté par Romer est un effet Doppler;avec mes 5 contradicteurs adinct ,dg2 ;fredericp ;superfulgur ;kds
J'ai commencé ce post, car en calculant la dif de fréquence , je trouvais 2 sortes de résultats.Je n'avais pas saisi qu'il s'agissait d'effet Doppler
J'ai compris ensuite qu'il s'agissait d 'effet Doppler , que l'on pouvait calculer de 2 manières différentes .
1)Suivant que nous sommes immobiles, et le système s'approche de nous.
2)Inversement , nous avançons vers le système qui est supposé immobile.
Tous les calculs sont là depuis quelques années.(mon site perso sur free)
http://roland.grenier1.free.fr/PHYSIQUE/index.html
Sur Effet Doppler ...
Je ne comprends pas ce que vous me reprochez !
Bien évidement que dans le cas de Romer l'effet relativiste est négligeable .Je n'ai jamais pensé ni dit le contraire !
Le résultat très intéressant est que si l'on écrit que les systèmes 1 et 2 doivent être identiques, on retrouve une équation de la relativité
T'/T= rac(1-v2/c2)
Cordialement

[Ce message a été modifié par trial (Édité le 05-07-2009).]

[Ce message a été modifié par trial (Édité le 06-07-2009).]

[Ce message a été modifié par trial (Édité le 06-07-2009).]

[Ce message a été modifié par trial (Édité le 06-07-2009).]

[Ce message a été modifié par trial (Édité le 06-07-2009).]

[adintc 22]

Mon cher ami,

Tout a un effet Doppler-Fizeau, à partir du moment où il y a déplacement et émission de fréquence.
Je dois avouer que je comprend plus très bien cette discussion. La disparité des vitesses et des fréquences est tel que ça devient un branlage de mouches avec des gants de boxe un "enfonçage de portes ouvertes" ou bien?(comme disent les hélvètes).

Désolé, mais tant qu'on délire, il y a de la joie!!

[Superfulgur 16 124]

Pareil que adinct...

Pour moi, Roemer a simplement fait une mesure purement géométrique.
Que cette mesure géométrique traduise, au cinquante douzième degré, un effet Doppler, pourquoi pas, mais çà me semble académique.

C'est un peu comme affirmer que Kepler, en découvrant ses 3 lois, avait fait de la relativité générale. C'est à la fois tout à fait vrai et tout à fait débile.

S

[trial 0]

Cher ,
Je ne suis pas d'accord, encore, à moins que vous n'ayez pas bien compris.

Cet effet infime , Romer a pu l'observer, et tout un chacun peut le faire , car ce faible effet s'ajoutant sur des mois a décalé l'éclipse de 10 mn disait-il (8mn d'après un forumeur !)
Imaginez que chaque fois qu'Io fait un tour complet , il emet un flash .On parle de la fréquence de ce flash.
6 mois cela fait 180 j et 180/1,77 =101 révolutions (à peu près).
Pour une révolution on a donc un retard de 600s/101 ..6 s par révolution de retard,(en moyenne) disons 5 s par révolution en plus ou en moins du à l'effet Doppler , ce n'est pas rien du tout .
Mes condescendances .

[ChiCyg 0]

trial, sur ton site, je n'ai pas très bien compris tes explications sur les marées. Les marées sur le corps A proviennent de la combinaison de la force d'attraction gravitationnelle par le corps B et de la force d'inertie centrifuge due au mouvement de rotation autour du centre de gravité du système AB.

Au centre de gravité du corps, ces deux forces s'équilibrent. Lorsqu'on s'éloigne du centre de gravite du système, la force d'inertie centrifuge augmente (le rayon de rotation augmente) et la force d'attraction diminue. L'inverse quand on s'en approche. On voit facilement que les deux points qui ont les plus fortes marées sont ceux pour lesquels la force centrifuge et la force gravitationnelle sont soit minimales, soit maximales.

[trial 0]

Pour Chysig .
Je vois qu'en fait vous avez très bien compris sur les marées .
Le premier laïus long et un peu fouilli , n'est en fait pas très nécessaire, ensuite,à la fin, en ayant bien compris le phénomène, j'ai donné une explication bien plus pédagogique , pour une planète qui tombe sur une autre ou tourne autour, c'est pareil ...J'aurais peut -être du mettre cette explication en premier. Car la Terre tourne bien autour de la lune , ou plutôt du centre de gravité Terre -Lune. Je dis ça quelquefois pour faire réagir,(provoc), la Terre tourne aussi autour de la Lune , les marées terrestres viennent de là.!
Cordialy.

[kds 42]

Attention adinct, sinon on va finir par croire que ça te plaît de mater ceux qui se tripotent le Doppler...