TPE - Pourquoi la lumière ne peut-elle pas s'échapper d'un trou noir ?
Une fois un rayonnement continu (c’est-à -dire qui existe à toutes les longueurs d’onde) émis, que ce soit via le corps noir, l’effet synchrotron ou le bremsstrahlung, un observateur ne le verra pas nécessairement sous sa forme originelle, car le spectre peut être modifié sous l’action de deux processus importants : l’effet Compton et l’effet Doppler.
Lorsqu’un photon et un électron se frôlent, des échanges d’énergie peuvent avoir lieu. Si le photon est de très haute énergie (X, y) il peut en céder une partie à l’électron et devenir alors un photon de basse énergie : c’est l’effet Compton. Au contraire, un électron énergétique peut donner une partie de son énergie à un photon de basse fréquence (radio, infrarouge) : c’est l’effet Compton inverse.
D’autre part, si la source qui émet une onde (sonore ou lumineuse) se déplace, l’observateur n’observe pas la même fréquence que si la source était au repos. Tout le monde connaît cette effet : lorsque l’on écoute une ambulance ou une voiture de formule 1 qui passent devant nous, on entend un « niiiiaaaoon » caractéristique. Lorsque la source se rapproche, la longueur d’onde de son rayonnement diminue (donc sa fréquence augmente : le son devient plus aigu, ou la lumière plus bleue) ; tandis qu’elle augmente lorsque la source s’éloigne (le son devient plus grave, la lumière devient plus rouge : on parle parfois de « décalage vers le rouge »). Pour une vitesse donnée, la différence entre longueur d’onde reçue (λ) et longueur d’onde émise (λ) est fixée, et vaut λ’ - λ = λv/c (pour une vitesse v négligeable par rapport à c, la vitesse de la lumière, et positive si l’objet s’éloigne de l’observateur). C’est cette effet qui permet aux policiers de débusquer les chauffards dépassant les limitations de vitesse et à Edwin Hubble de découvrir que les galaxies lointaines s’éloignent de nous.
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Cassandre Dezaire, Nicolas Anne, Aaron Demri et Jean Feydy