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Volume de Hubble

, où c {\displaystyle c} est la vitesse de la lumière et H 0 {\displaystyle H_{0}} est la constante de Hubble . La surface d'une sphère de Hubble est appelée horizon microphysiq...

, oùhorizon microphysique , surface de Hubble ou limite de Hubble .

Plus généralement, le terme volume de Hubble peut s'appliquer à toute région de l'espace dont le volume est de l'ordre de

Le centre du volume de Hubble et de l'univers observable est arbitraire par rapport à l'univers global ; il est plutôt centré sur son origine (observateur impersonnel ou personnel).

La longueur de Hubble

La limite de Hubble comme horizon des événements

Pour les objets situés à la limite de Hubble, l'espace entre nous et l'objet considéré présente une vitesse d'expansion moyenne de c . Ainsi, dans un univers à paramètre de Hubble constant , la lumière émise actuellement par des objets situés au-delà de cette limite ne serait jamais visible par un observateur terrestre. Autrement dit, la limite de Hubble coïnciderait avec un horizon des événements cosmologique (une frontière séparant les événements visibles à un instant donné de ceux qui ne le seront jamais ). Voir Horizon de Hubble pour plus de détails.

Cependant, le paramètre de Hubble n'est pas constant dans divers modèles cosmologiques de sorte que la limite de Hubble ne coïncide généralement pas avec un horizon des événements cosmologique. Par exemple, dans un univers de Friedmann en décélération , la sphère de Hubble se dilate avec le temps et sa limite rattrape la lumière émise par les galaxies les plus lointaines. Ainsi, la lumière émise à des époques antérieures par des objets situés hors du volume de Hubble peut finalement atteindre l'intérieur de la sphère et être observée par nous. De même, dans un univers en accélération avec une constante de Hubble décroissante, le volume de Hubble se dilate avec le temps et peut rattraper la lumière provenant de sources qui s'éloignaient auparavant de nous. Dans ces deux cas, l'horizon des événements cosmologique se situe au-delà de l'horizon de Hubble. Dans un univers avec une constante de Hubble croissante, l'horizon de Hubble se contracte et sa limite rattrape la lumière émise par les galaxies les plus proches. Par conséquent, la lumière émise à des époques antérieures par des objets situés à l'intérieur de la sphère de Hubble finira par s'éloigner de la sphère et ne sera jamais observée par nous. Si la contraction du volume de Hubble ne s'arrête pas en raison d'un phénomène encore inconnu (une hypothèse est celle de la « transition de phase primordiale »), le volume de Hubble deviendra quasiment ponctuel (en raison du principe d'incertitude, les singularités pures sont impossibles ; de plus, une partie de leurs auto-interactions est suffisamment énergétique pour produire des particules s'échappant par effet tunnel quantique), répondant ainsi aux critères du Big Bang. Cette hypothèse se justifie par l'absence de volume de Hubble sublumineux et par le fait que l'expansion supralumineuse ponctuelle (généralisation de la théorie du Big Bang ) prévaudra partout, ou du moins dans une vaste région de l'univers. Dans cette cosmologie cyclique (il en existe de nombreuses autres versions), l'univers est en expansion continue et ne revient pas à une taille initiale plus petite (cosmologie cyclique non conforme ou conforme expansive, non penroséenne).

Les observations indiquent que l'expansion de l'Univers s'accélère [ la constante de Hubble semble diminuer . Ainsi, des sources de lumière situées au-delà de l'horizon de Hubble, mais à l'intérieur de l'horizon des événements cosmologique, peuvent finir par nous atteindre. Un résultat assez contre-intuitif est que les photons que nous observons, datant des ~5 premiers milliards d'années de l'Univers, proviennent de régions qui s'éloignent de nous, et se sont toujours éloignées, à des vitesses supraluminiques

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