Histoire de l'effet Doppler-Fizeau

En 1842, l'autrichien Christian Doppler (1803-1853) montre que la fréquence d'une oscillation (son, lumière) change quand la source ou l'observateur sont en mouvement. Il essaye ensuite, sans succès, d'appliquer son principe pour expliquer les différentes couleurs des étoiles et, en particulier, la différence de couleur de certaines étoiles doubles. Ceci en effet aurait supposé que les étoiles auraient eu des vitesses proches de celle de la lumière !

En 1845 l'hollandais C.H.Buys-Ballot (1817-1890) démontre la validité du principe de Doppler pour les ondes sonores en constatant le changement de ton entendu quand des musiciens jouant des instruments à vent, embarqués sur un train sur la ligne Utrecht-Amsterdam, s'approchent et puis s'éloignent de la gare.

En 1848, le français Hippolyte Fizeau (1819-1896) développe le même principe de manière indépendante, mais montre que dans le cas de la lumière la couleur ne change pas. Ce sont les positions de raies spectrales qui changent. Un autre autrichien, Ernst Mach (1836-1916), ignorant le travail de Fizeau, arriva en 1860 aux mêmes conclusions.

L'italien Angelo Secchi (1818-1878) et l'anglais William Huggins (1829-1910) tentent les premiers de mesurer visuellement le décalage en longueur d'onde dans le spectre d'une étoile prédit par le principe de Doppler. Huggins annonce en 1871 avoir pu enfin mesurer la vitesse de Sirius, l'étoile très brillante dans la constellation du Grand Chien.

En 1887 l'allemand H.C.Vogel (1841-1907) est le premier à faire cette détermination en photographiant le spectre de Sirius. C'est un énorme progrès dans la précision des mesures, qui passent de ± 22 km/s, pour la moyenne des mesures visuelles d'une nuit entière, à ± 2.6 km/s pour une observation photographique.