Mesure des distances en cosmologie

En cosmologie physique, la mesure des distances cosmologiques consiste à apporter la valeur d'une distance - ou un équivalent - entre deux objets ou évènements de l'Univers.



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Cosmologie - Grandeur physique - Métrologie

Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • Echelles de distances. 2. Distance et cosmologie. II) SN Ia et mesure de .... Distances et modèles cosmologiques. Pierre ANTILOGUS – Gif 2002 – p. 12... (source : iresin2p3)
  • Ce dernier observa la supernova la plus lointaine connue, à une distance de plus de 10... du moins dans la limite des incertitudes de mesure.... Mais du fait de la constante cosmologique, l'effet de la gravité aurait finalement été... (source : astronomes)

En cosmologie physique, la mesure des distances cosmologiques consiste à apporter la valeur d'une distance - ou un équivalent - entre deux objets ou évènements de l'Univers. On utilise fréquemment les mesures pour lier des quantités observables telles que la luminosité d'un quasar éloigné, le décalage vers le rouge d'une galaxie ou encore la dimension angulaire des pics acoustiques du spectre du fond diffus cosmologique, à une autre quantité qui n'est pas directement observable, mais est plus facile à calculer telles que les coordonnées comobiles des quasars, des galaxies, etc. La mesure des distances ainsi reconnue se réduit finalement à la notion commune de distance euclidienne, par conséquent à faible décalage vers le rouge.

Conformément à l'avancement de la cosmologie, on calcule ces mesures dans le contexte de la Relativité générale, dans lequel ce sont les solutions de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker qui décrivent l'Univers.

Types de mesures des distances

– où H0 représente la constante de Hubble actuelle,

- z, le décalage vers le rouge de l'objet,

- c, la vitesse de la lumière,

- et d la "distance".

Comparaison des mesures de distances

Fichier :CosmoDistanceMeasures z to onehalf. png
Comparaison des mesures de distances cosmologiques, du décalage vers rouge z=0 jusqu'à z=0, 5. La cosmologie sous-jacente retient les paramètres suivants : * le paramètre de Hubble H = 72/km. s-1. Mpc-1 ; * Ωlambda = 0.732, * Ωmatière = 0.266, * Ωradiation = 0.266/3454, * et Ωk choisi en sorte que la somme des paramètres Omega soit égale à 1.

Les trois dernières mesures sont liées par la relation :
da = dpm / (1 + z) = dL / (1 + z) 2,
- où z correspond au décalage vers le rouge.

dpm = χ.

d_{\mbox{pm}} = R_C \sinh {\chi \over R_C},

d_{\mbox{pm}} = R_C \sin {\chi \over R_C},
RC est la (valeur absolue du rayon de courbure.

Une formule pratique d'intégration numérique de dp à un décalage vers le rouge z pour des valeurs arbitraire de paramètre de densité de matière Ωm, la constante cosmologique ΩΛ, et le paramètre de la quintessence w est :
 d_p \equiv \chi(z) = {c \over H_0} \intˆ{a'=1}_{a'=1/(1+z)} {\mbox{d}a \over a \sqrt{ \Omega_m /a - (\Omega_m + \Omega_\Lambda -1) + \Omega_\Lambda aˆ{-(1+3w)} } },
c est la vitesse de la lumière et H0 la constante de Hubble.

Fichier :CosmoDistanceMeasures z to 1e4. png
Comparaison des mesures de distance cosmologiques, depuis un décalage vers le rouge de zéro jusqu'à 10000 correspondant à l'époque de l'équivalence matière/rayonnement. La cosmologie sous-jacente retient les paramètres suivants : * le paramètre de Hubble égal à 72/km/s/Mpc, * Omega lambda = 0.732, * Omega matière = 0.266, * Omega radiation = 0.266/3454, * et Omega_k choisi en sorte que la somme des paramètres Omega soit égale à 1.

L'utilisation des fonctions sinus et sinh permet d'obtenir la distance de mouvement propre dpm à partir de dp.

Voir aussi

  • Big Bang
  • Distance comobile
  • Equations de Friedmann
  • Cosmologie physique
  • Mesure des distances en astronomie
  • métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker

Références

  1. Sur la taille de l'unvivers visible, voir aussi l'article de l'encyclopédie anglaise traitant erreurs conceptuelles   (en)
  2. [1])

Liens externes

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 11/11/2010.
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