Redshift et méthodes de recherches scientifiques.

Bonjour à tous, je viens de découvrir ce forum par hasard et j'espère ne pas
me tromper en mettant ma question dans cette partie du forum...


Je me présente rapidement :
je suis lycéen ( 1ère S ) et je travaille sur mon TPE ( sorte d'exposé qui a pour but de répondre à une problématique précise ).


La problématique que j'ai choisi étant :
" Comment les scientifiques actuels s'intéressent-ils à la vie à l'extérieur de notre planète. "


De ce fait, je dois donc dans une partie, détailler les outils de recherches d'objets célestes
utilisés par les astronomes et je suis bien arrivé sur le Redshift.


Grâce à divers sites, j'ai réussi à comprendre dans la globalité de quoi il en retournait mais
je reste bloqué sur la façon dont on obtient la distance d'un objet éloigné avec cette méthode.


En effet, on connait la vitesse de l'objet grâce à son spectre ( décalage vers le rouge ) mais comment déterminer sa distance ?
Même en connaissance de l'âge approximatif de l'Univers et en faisant le rapport entre sa vitesse
et depuis quand l'objet évolue, ( expansion de l'Univers ) comment être sur que cet objet n'a pas changé de direction ou de vitesse ?


Et la méthode Redshift est-elle utilisable pour le calcul de distance d'objets plutôt petits comme une étoile précise ?
( fait-on une généralisation après l'application de la méthode sur la galaxie dont elle fait partie ? )


Voilà, comme vous pouvez le voir, je suis plutôt perdu car il est manifestement difficile de trouver
un site internet qui explique précisément tous les aspects du Redshift et de l'utilisation que les scientifiques en ont !


J'espère avoir formulé ma question de manière correcte !
Bonne journée à tous.

Salut

Pour connaitre la position d'un astre, on peut utiliser la méthode du parallaxe.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Parallaxe

Pour ce qui est de savoir si un objet a changé de direction, il suffit de connaitre les astres qui sont susceptibles de perturber sa trajectoire (des astres plus massifs). Par contre, je doute qu'il soit très simple de connaitre tous les objets qui ont pu perturber sa trajectoire. Une étoile dans sa course à travers la Galaxie, croise des millions d'astres dont la plupart nous seront à jamais inconnus. Donc, nous pouvons estimer ces perturbations, sans jamais pouvoir être précis sur la nature de celles ci. Il y a un sujet assez intéressant concernant certaines sondes spatiales très lointaines. Certaines connaissent des perturbations dans leur trajectoire. Personnes n'est capable d'expliquer pourquoi, alors qu'elles sont dans notre propre Système Solaire. Alors imagine un peu pour des astres plus lointains, dont la plupart sont invisibles à nos yeux et à nos instruments. C'est loin d'être simple.

Quel rapport entre la vie extraterrestre (exobiologie) et le redshift (cosmologie) ?

Tout d'abord, merci de vos réponses !

Clavius a écrit:

Pour ce qui est de savoir si un objet a changé de direction, il suffit de connaitre les astres qui sont susceptibles de perturber sa trajectoire (des astres plus massifs). Par contre, je doute qu'il soit très simple de connaitre tous les objets qui ont pu perturber sa trajectoire. Une étoile dans sa course à travers la Galaxie, croise des millions d'astres dont la plupart nous seront à jamais inconnus. Donc, nous pouvons estimer ces perturbations, sans jamais pouvoir être précis sur la nature de celles ci. Il y a un sujet assez intéressant concernant certaines sondes spatiales très lointaines. Certaines connaissent des perturbations dans leur trajectoire. Personnes n'est capable d'expliquer pourquoi, alors qu'elles sont dans notre propre Système Solaire. Alors imagine un peu pour des astres plus lointains, dont la plupart sont invisibles à nos yeux et à nos instruments. C'est loin d'être simple.

Complètement d'accord avec cela, mais alors à quoi peut servir le Redshift à part à calculer la vitesse d'un objet ?

Pulstars a écrit:

Quel rapport entre la vie extraterrestre (exobiologie) et le redshift (cosmologie) ?

Pour répondre te répondre, je vais détailler mon plan qui répond à la problématique : " Comment les scientifiques actuels recherchent-ils la vie à l'extérieur de notre planète ? "


J'ai deux grandes parties dont la première à pour but de détailler les outils et méthodes de recherches ( autant au niveau de l'astronomie et de l'exobiologie ) et dans la

deuxième partie, un modèle d'une planète où les condition physiques, chimiques et biologiques seraient réunies...


J'espère que tu comprends mieux mon intérêt pour la cosmologie !

Bonne journée.

Le redshift (connu en français sous le nom de décalage dans le rouge) est équivalent à l'effet Doppler pour la lumière, le redshift est un phénomène lié à l'expansion cosmologique et ne fait pas partie de la recherche exobiologique. Le redshift ne permet pas de détecter directement ni indirectement la vie extraterrestre, c'est hors sujet. En effet, quel rapport entre la vitesse d'éloignement ou de rapprochement d'une étoile ou d'une planète par rapport à la Terre et l'existence de la vie extraterrestre. Il faudrait m'expliquer ça.

Sur le web, tu trouveras des renseignements complets sur les différents moyens de détection des exoplanètes (interférométrie, observation directe avec traitement numérique par contrastage des images...) mais cela ne permet que de détecter l'existence d'exoplanètes (et parfois de réfuter les résultats), mais cela ne permet pas la détection de la vie extraterrestre. On peut a priori détecter (selon l'analyse spectrale) des molécules simples prébiotiques comme le monoxyde de carbone, le formaldéhyde, l'ammoniac, la vapeur d'eau, mais cela ne donne aucune conclusion certaine. Pour détecter l'existence de la vie extraterrestre certainement, le meilleur moyen est l'observation par des sondes spatiales ou en envoyant sur place des astronautes.

Il ne faut pas confondre la recherche des exoplanètes et la recherche de la vie extraterrestre. La découverte d'exoplanètes n'implique pas forcément la découverte de la vie extraterrestre.

Merci beaucoup pour ta réponse, elle m'éclaire beaucoup ! En effet j'avais compris que le Redshift était un moyen de calculer une distance... Mais je ne voyais pas comment ! Maintenant je suis sur que ce n'est pas possible

Au sujet de la vie extraterrestre, je suis seulement en train de détailler les recherches des planètes pouvant potentiellement l'accueillir ( => détection d'exoplanètes ) et pourquoi elles peuvent l'accueillir ( exobiologie, physique, critères permettant la vie )

Penses tu que je regroupe des sujets qui ne peuvent pas l'être ?

Citation :

Penses tu que je regroupe des sujets qui ne peuvent pas l'être ?

Je pense que les choses sont plutôt claires dans ta tête. Tu sembles bien distinguer d'un côté la recherche d'exoplanètes (qui n'implique pas la recherche de vie extraterrestre) et la recherche de la vie extraterrestre (qui peut se concrétiser, de prime abord, par la recherche d'exoplanètes, où l'on cherchera ensuite si elles sont potentiellement porteuses de vie).
Il faudra aussi préciser dans ton TPE, à un moment ou à un autre, pour montrer que c'est bien clair pour toi, que l'exobiologie ne recherche pas spécialement des petits hommes verts... La vie ne se réduit pas aux êtres humains ou aux êtres aussi complexes que ceux qui existent sur notre planète. La vie, ça peut être aussi qu'une bactérie...

Neptune a écrit:

Il faudra aussi préciser dans ton TPE, à un moment ou à un autre, pour montrer que c'est bien clair pour toi, que l'exobiologie ne recherche pas spécialement des petits hommes verts... La vie ne se réduit pas aux êtres humains ou aux êtres aussi complexes que ceux qui existent sur notre planète. La vie, ça peut être aussi qu'une bactérie...

Oui effectivement je pense qu'il est bon de le mentionner.
J'ai ainsi fait une Introduction en parlant de la recherche de la vie à l'intérieur du système solaire, qui semble plutôt infructueuse.( malgrès les ouvertures sur certains satellites de Saturnes )
Je compte mentionner aussi l'histoire des sondes Vicking et de la météorite ALH84001 pour Mars où on hésitait justement sur l'identification d'un fossile bactérien il me semble.
( = existence de vie martienne ! )

J'ai eu la réponse à ma question concernant le Redshift, mais j'ai cependant bien d'autres questions à poser ! Faut-il que je crée un nouveau sujet ou que je garde celui ci ?

Merci pour ta réponse !

Bonne soirée

Max.

À propos de la vie, voici un article qui devrait t'intéresser car la NASA a récemment élargit ce que l'on pouvait mettre sous le mot de "vie" avec la bactérie GFAJ-1 : http://www.wecho.com/blog/c-est-pour-demain/decouverte-nasa-la-bacterie-gfaj-1-une-vie-et-un-adn-extra-et-bien-terrestre/

Citation :

J'ai cependant bien d'autres questions à poser ! Faut-il que je crée un nouveau sujet ou que je garde celui ci ?

Ce serait mieux, ça facilite les recherches quand on veut revenir sur un ancien post ;-)

Merci beaucoup pour le lien, j'avais entendu parler de la découverte de ces bactéries à l'arsenic, mais ce site m'aidera bien à tout résumer !

Je te dis donc à bientôt dans un autre sujet certainement

Bonne soirée !

Attention !!!

Vous le savez certainement déjà mais je viens de trouver quelque chose qui certainement va remettre en cause l'utilisation du décalage vers le rouge pour la découverte des exoplanètes...
La spectroscopie Doppler !
En effet, une planète gravitant autour d'une étoile va occasionner une rotation de l'étoile elle même qui va donner une suite de Redshift et Blueshift dus au changement de vitesse radiale de l'étoile... ( variation donc du spectre de l'étoile ! )

Ai-je bien tout compris ? Ai-je enfin trouvé la place du Redshift dans mon TPE ?

Salut

Citation :

Je compte mentionner aussi l'histoire des sondes Vicking et de la météorite ALH84001 pour Mars où on hésitait justement sur l'identification d'un fossile bactérien il me semble.
( = existence de vie martienne ! )

Aucune vie n'a été détectée à ce jour sur Mars. Comme tu le dis, les prétendus bactéries de cette météorites laissent place au doute. Il n'est absolument pas certain qu'elles soient d'origine martienne. Nous ne sommes même pas certain qu'il s'agisse vraiment de bactéries.

Pour ce qui est de l'exobiologie, je pense que c'est une science pleine d'avenir, à condition d'avoir un jour la technologie nécessaire à l'exploration du cosmos. C'est loin d'être le cas, car nous savons tout juste explorer, et non sans mal, notre propre Système Solaire. Toutefois il existe des méthodes qui permettent de penser que la vie pourrait exister sur certaines planètes extra-solaires. La spectroscopie permet, par exemple, de connaitre les éléments chimiques présents dans l'atmosphère d'une planète. Ceci dit, même si ces éléments sont présents, rien ne prouve que la vie existe sur ces astres. La seule façon d'en être vraiment sur serait d'aller voir sur place (on a le droit de rêver).

La bactérie à l'arsenic est terrestre. Ce n'est donc pas une forme de vie extraterrestre. De plus il ne s'agit que de substitution chimique de la charpente phosphate de l'ADN, où le phosphore est remplacé par l'arsenic (ces éléments ayant des similitudes chimiques, dans la même colonne dans le tableau de Mendeleïev), il ne s'agit pas d'un nouvell ADN car les bases A, T, C et G restent les mêmes.

Ensuite, concernant la météorite martienne qui contiendrait des traces fossiles extraterrestres, ce n'est pas complètement prouvé. En voyant la micrographie électronique de la météorite, on peut voir quelque chose qui ressemble à des bactéries en forme de bacilles, mais la météorite peut très bien avoir été contaminée par des bactéries terrestres après qu'elle soit tombée sur Terre.

Il semble que l'exobiologie a tendance au fantasme plutôt qu'à la raison chez certains esprits.


Et en ce qui concerne le redshift, c'est un moyen d'observation indirecte du mouvement d'une source lumineuse par rapport à l'observateur. Cela pourrait servir à détecter la présence d'exoplanètes, mais ça ne permet absolument pas de détecter la vie extraterrestre elle-même. C'est clair.

Effectivement, cette bactérie à l'arsenic n'est pas extraterrestre, cependant, je compte m'en servir comme exemple pour montrer, en conclusion, que la vie n'est pas forcément là où on l'attend et que ça remet en cause l'existence d'une vie extraterrestre sur des planètes qui avaient été écartées d'office.

Par exemple, Titan et ses lacs de méthane nous réservent peut-être des surprises !

Pour la météorite "martienne" je sais qu'elle fait débat encore aujourd'hui, et que rien n'est prouvé !

Pour ce qui est de ce sacré redshift, la spectroscopie Doppler ne serait pas une autre appellation de l'oscillation périodique d'une étoile ?

Salut

Citation :

a vie n'est pas forcément là où on l'attend

A ce sujet, tu pourrai aussi parler des formes de vie extrêmophile.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Extr%C3%AAmophile

Oui, je compte effectivement en parler !

GmaHx a écrit:

Grâce à divers sites, j'ai réussi à comprendre dans la globalité de quoi il en retournait mais
je reste bloqué sur la façon dont on obtient la distance d'un objet éloigné avec cette méthode.

Tu as plusieurs méthodes pour calculer la distance d'étoiles, et heureusement ces méthodes se recoupent.
- le calcul de la parallaxe, qui est le décalage des étoiles à 6 mois d'intervalle, mais cela ne permet de mesurer que les distances des étoiles les plus proches (décalage d'une seconde d'arc = 1 / 3600 degré c'est 3.8 années lumières).
- le calcul par les céphéides, ce sont des étoiles de références, qui ont une période de variation de leur magnitude absolue liée à leur masse, on mesure la période, on en déduit la magnitude absolue, on mesure la magnitude relative, et l'on obtient la distance
- les supernovae Ia, ce sont les chandelles de référence, qui ont toujours la même luminosité, ce sont des naines blanches qui atteignent la limite de Chandrasekhar
- le redshift, c'est la mesure du décalage vers le rouge, z, grâce à cette mseure, l'on calcule la distance des objets via la constante de Hubble (d = v*H)

GmaHx a écrit:

En effet, on connait la vitesse de l'objet grâce à son spectre ( décalage vers le rouge ) mais comment déterminer sa distance ?

Grâce à une estimation de la constante de Hubble.

GmaHx a écrit:

Même en connaissance de l'âge approximatif de l'Univers et en faisant le rapport entre sa vitesse
et depuis quand l'objet évolue, ( expansion de l'Univers ) comment être sur que cet objet n'a pas changé de direction ou de vitesse ?

Je ne comprends pas cette phrase... je pense que tu fais une erreur de raisonnement.
Pour le changement de direction, un objet ne change pas de direction n'importe comment, cela dépend de son environnement gravitationnel.
Reformulé autrement, il est clair que les objets peuvent avoir une source de mouvement erratique, de ce fait, la courbe v = H*d n'est pas une droite avec des d petits, mais est une très bonne approximation lorsque d est très élevé.

GmaHx a écrit:

Et la méthode Redshift est-elle utilisable pour le calcul de distance d'objets plutôt petits comme une étoile précise ?
( fait-on une généralisation après l'application de la méthode sur la galaxie dont elle fait partie ? )

Oui c'est applicable. Il suffit de pouvoir mesuré son spectre d'absorption. C'est un peu de cette manière que l'on montre qu'une galaxie est en rotation sur elle-même, et que l'on arrive à déterminer par exemple qu'une étoile accomplit une révolution en centaine de millions d'années.

GmaHx a écrit:

Voilà, comme vous pouvez le voir, je suis plutôt perdu car il est manifestement difficile de trouver
un site internet qui explique précisément tous les aspects du Redshift et de l'utilisation que les scientifiques en ont !


J'espère avoir formulé ma question de manière correcte !
Bonne journée à tous.

GmaHx a écrit:

En effet, une planète gravitant autour d'une étoile va occasionner une rotation de l'étoile elle même qui va donner une suite de Redshift et Blueshift dus au changement de vitesse radiale de l'étoile... ( variation donc du spectre de l'étoile ! )

C'est un peu mal formulé, mais c'est à peu près cela. Un système à 2 corps en interaction gravitationnelle va voir ces deux corps tourner autour de leur centre de gravité. En d'autres termes, une étoile ayant une planète en rotation va imprimer une perturbation périodique à cette étoile qui va voir son spectre osciller.

GmaHx a écrit:

Ai-je bien tout compris ? Ai-je enfin trouvé la place du Redshift dans mon TPE ?

Il convient de distinguer deux phénomènes qui n'ont aucun rapport et qui se manifestent par le même effet physique : le décalage spectral
- le redshift a pour origine l'expansion cosmologique, c'est un effet global qui concerne tous les astres
- l'effet Doppler a pour origine la cinématique, il ne concerne que des corps en mouvement relatif

Dans ton cas, c'est un effet Doppler, donc il est impropre de parler de redshift.