Loi de Hubble-Lemaître et expansion cosmique
La loi de Hubble-Lemaître stipule que les galaxies lointaines s'éloignent avec des vitesses proportionnelles à leurs distances, constituant la preuve observationnelle fondatrice de l'expansion de l'univers.
Definition
La loi de Hubble-Lemaître est la proportionnalité linéaire entre la vitesse de récession d'une galaxie lointaine et sa distance, la constante de proportionnalité étant le paramètre de Hubble ; cette récession reflète l'expansion uniforme de l'espace décrite par un facteur d'échelle cosmique croissant.
Scope
Ce sujet couvre la relation empirique vitesse-distance, l'interprétation des décalages vers le rouge des galaxies comme un étirement de l'espace plutôt qu'un mouvement Doppler ordinaire, la définition et la signification du paramètre de Hubble et sa variation avec le temps cosmique, ainsi que la distinction conceptuelle entre vitesses cosmologiques et vitesses propres.
Core questions
- Qu'implique la relation linéaire vitesse-distance concernant l'histoire de l'univers ?
- En quoi le décalage vers le rouge cosmologique diffère-t-il d'un décalage Doppler ordinaire ?
- Pourquoi le paramètre de Hubble n'est-il pas réellement constant au cours du temps cosmique ?
Key concepts
- Paramètre de Hubble
- Vitesse de récession
- Décalage vers le rouge cosmologique
- Flux de Hubble
- Vitesse propre
- Facteur d'échelle
Key theories
- Proportionnalité vitesse-distance
- La vitesse de récession est proportionnelle à la distance, une signature d'une expansion uniforme dans laquelle chaque observateur voit le même flux de Hubble, ce qui est cohérent avec un univers homogène et isotrope.
- Décalage vers le rouge cosmologique
- Les longueurs d'onde de la lumière provenant de sources lointaines sont étirées proportionnellement à la croissance du facteur d'échelle entre l'émission et l'observation, de sorte que le décalage vers le rouge mesure directement l'ampleur de l'expansion de l'univers.
Mechanisms
À mesure que le facteur d'échelle cosmique augmente, la distance propre entre les objets comobiles croît proportionnellement à celui-ci, produisant une vitesse de récession égale au paramètre de Hubble multiplié par la distance et étirant la longueur d'onde de la lumière en transit du même facteur.
Clinical relevance
La loi de Hubble-Lemaître a transformé la cosmologie en une science observationnelle : elle fournit la relation décalage vers le rouge-distance utilisée pour cartographier l'univers en trois dimensions et pour convertir le décalage vers le rouge d'une galaxie en un temps de regard en arrière, ancrant l'interprétation de pratiquement toutes les données extragalactiques.
History
Slipher a mesuré d'importants décalages vers le rouge de galaxies dans les années 1910 ; Lemaître a dérivé et prédit la relation vitesse-distance en 1927 à partir d'un modèle d'univers en expansion, et Hubble a publié la relation observationnelle en 1929, la loi ayant été renommée Hubble-Lemaître par l'Union Astronomique Internationale en 2018 pour reconnaître la contribution antérieure de Lemaître.
Debates
- Priorité et dénomination
- L'article de Lemaître de 1927 anticipait la relation vitesse-distance et estimait même le taux d'expansion avant la publication de Hubble en 1929, ce qui a mené à un long débat sur la paternité que l'UAI a partiellement résolu en adoptant le nom double de loi de Hubble-Lemaître.
Key figures
- Edwin Hubble
- Georges Lemaitre
- Vesto Slipher
- Milton Humason
Related topics
Seminal works
- hubble1929
- lemaitre1927
Frequently asked questions
- Le décalage vers le rouge cosmologique est-il identique à un décalage Doppler ?
- Pas exactement : bien que les petits décalages vers le rouge puissent être approximés comme des décalages Doppler, le décalage vers le rouge cosmologique résulte de l'expansion de l'espace qui étire la lumière en transit, et il est plus précisément interprété comme une mesure directe de l'ampleur de l'expansion de l'univers depuis l'émission de la lumière.
- La loi de Hubble-Lemaître signifie-t-elle que nous sommes au centre de l'univers ?
- Non : dans un univers en expansion uniforme, chaque observateur voit toutes les autres galaxies s'éloigner selon la même loi, de sorte que la récession apparente par rapport à nous n'est pas une preuve d'un emplacement central spécial.