Spectre de la lumière
Le spectre s’étend des hautes fréquences de la lumière visible aux basses – violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge (la lumière est une onde ; sa fréquence correspond au nombre de crêtes d’onde qui, par exemple, pénètrent dans un instrument de détection, comme la rétine, pendant une unité de temps – telle qu’une seconde. Plus la fréquence est élevée, plus le rayonnement est énergétique).
Puisque nous percevons ces couleurs, on parle de spectre de la lumière visible. Mais il existe bien plus de lumière que le petit segment du spectre que nous pouvons voir. À des fréquences plus élevées, au-delà du violet, se trouve une partie du spectre appelée ultraviolette : une forme de lumière parfaitement réelle, capable d’éliminer les microbes. Elle est invisible pour nous, mais facilement détectable par les bourdons et les cellules photoélectriques. Le monde ne se limite pas à ce que nous voyons. Au-delà de l’ultraviolet se trouve la partie du spectre des rayons X, et, plus loin encore, celle des rayons gamma. À des fréquences plus basses, de l’autre côté du rouge, on trouve l’infrarouge.
Cette région fut découverte en plaçant un thermomètre sensible dans ce qui, à nos yeux, est l’obscurité qui succède au rouge : la température augmentait. De la lumière frappait le thermomètre même si nos yeux ne la voyaient pas. Les crotales et certains semi-conducteurs dopés détectent le domaine infrarouge des ondes radio. Des rayons gamma aux ondes radio, toutes ces formes sont de véritables manifestations de la lumière. Elles sont toutes utiles en astronomie. Mais à cause des limites de notre vision, nous avons tendance à privilégier cette minuscule bande arc-en-ciel que nous appelons le spectre de la lumière visible.
Spectre de la lumière
En 1844, le philosophe Auguste Comte cherchait un exemple de connaissance qui resterait à jamais inaccessible. Il choisit la composition des étoiles et des planètes lointaines. Selon lui, nous ne pourrions jamais leur rendre visite, et sans échantillon physique, il paraissait impossible de connaître leur composition. Pourtant, trois ans après la mort de Comte, on découvrit qu’un spectre pouvait révéler la chimie des objets éloignés. Différentes molécules et éléments chimiques absorbent différentes fréquences ou couleurs de lumière, parfois dans le visible, parfois ailleurs sur le spectre.
Dans le spectre de l’atmosphère d’une planète, une seule ligne sombre correspond à une image de la fente par laquelle la lumière manque : c’est l’absorption de la lumière solaire lors de son bref passage dans l’air d’un autre monde. Chaque ligne est produite par une molécule ou un atome particulier.
Chaque substance possède sa signature spectrale caractéristique. Les gaz de Vénus peuvent être identifiés depuis la Terre, distante de 60 millions de kilomètres. Nous pouvons deviner la composition du Soleil (où l’hélium, nommé d’après le dieu grec du soleil Hélios, a été découvert), celle des étoiles magnétiques de type A riches en europium, ou des galaxies lointaines analysées via la lumière collective de cent milliards d’étoiles. La spectroscopie astronomique est une technique quasi magique : elle continue d’émerveiller les scientifiques – ce qui montre, avec humour, que Comte avait bien mal choisi son exemple.
