EXPANSION de l'UNIVERS

-expansion de l'univers

Le bing bang est supposé être le départ d’une expansion (et non pas une explosion) de l'espace-temps.Cela signifie que chaque coordonnée d'un point quelconque de l'espace s'est étirée soudain d'une certaine valeur (ainsi que le ferait un ballon de baudruche en phase de gonflement)... Puis, à partir de chaque nouveau point dans l'espace ainsi créé par cet étirement, un nouvel étirement s'est à nouveau produit et encore et encore, répétitivement en chaque point de l'espace ainsi nouvellement libéré.

Il n'y a pas de centre à ce phénomène, c'est une expansion permanente entre deux points nouveaux ou anciens.C'est un éclatement dimensionnel répétitif

Donc le support des unités de longueur s'est pareillement étiré à chaque instant (le mètre-étalon de l'origine du monde était nettement plus petit que celui de l'instant suivant) et ce qu'on pouvait mesurer à un certain moment de la vie de l'univers n'avait pas la même valeur qu'à un instant antérieur ou ultérieur, puisque l'unité de mesure entre 2 époques, était évolutive)

 

 

DEFINITIONS

-le facteur d'échelle cosmique -- symbolisée F’é--sans dimension

exprime la variation de l'unité des longueurs par rapport au temps (dlu / dt)

-l'expansion -- symbolisée hex--représente l'évolution du facteur d'échelle, sous forme du rapport (adimensionnel) hex = F'ét / F'é0

où F’é0 est le facteur d'échelle juste après le Big bang (donc pris comme base unitaire) et F'ét le facteur d'échelle au temps t

Son nom actuel est paramètre de Hubble-- symbolisée h  et adimensionnel-

sa valeur est 2,32.10-20

 

-le taux d'expansion est la variation temporelle de l'expansion (c'est  hex/ durée)

Son nom actuel est constante de Hubble-- symbolisée H0  et de dimension T-1

sa valeur a été prise comme un taux, c'est à dire un pourcentage, donc  = ( / 100 seconde)

ce qui donne une valeur --relevée dans les astres-- de  H0 = 2,32.10-18 seconde-1

Si H0  est croissante dans le temps, l'univers est en PHASE d’expansion

Si H0  est stable dans le temps, l'univers est en PHASE de stagnation (ou stabilité ou plat)

Quand  H0  fut décroissante (dans les temps anciens), l'univers était en  rétractation.

En fait, il n'existe aucun moyen de connaître l'évolution de H0  et on peut donc échafauder n'importe quelle hypothèse sur ses variations.On est à peu près sûr que l'expansion actuelle est  très légèrement croissant

On voit souvent H0 exprimée avec une valeur de 72 unités galactiques--c'est à dire  en kilomètre par seconde et par mégaparsec (Mpc)--ce qui n'est pas très parlant...

   

-énergie d'expansion

Aux premiers instants du monde, une formidable énergie a été nécessaire pour créer (et entretenir) l'expansion. On nomme cette énergie la quintessence.

De nos jours, même si l'expansion a énormément faibli, il faut toujours que l'énergie globale de l'univers continue à y contribuer, pour l'entretenir.

 

CONSIDERATIONS

1.La valeur du facteur d'échelle est quasiment impossible à chiffrer, puisqu'on n'a aucun repère ni comparatif du passé, pour en proposer un étalonnement.

On suppose toutefois que sa valeur (initialement énorme, au Big bang) a ensuite subi une courte phase dite inflation, à croissance puis décroissance exponentielles 

Les estimations de valeur du facteur d'échelle pendant cette période, sont proposées pour une variation montant à 10113 pour redescendre  à 1020 qui a ensuite plus faiblement baissé asymptotiquement jusqu'à être devenue  proche de 10-20 de nos jours.

Il faut donc remarquer que, pour assurer cette expansion (avec sa phase d'inflation), il a fallu prélever une énorme part de l'énergie totale universell, depuis le big bang

 

2.une piste d'évaluation du facteur d'échelle est celle de l'étude du REDSHIFT (DÉCALAGE VERS le ROUGE)

On suppose que le décalage des longueurs d'onde, tel qu'il existe en ce moment sous le phénomène dit effet Doppler, s'est appliqué aux longueurs et à leurs variations liées au facteur d'échelle

-rappel du phénomène Doppler

Posons que λest la longueur d'onde réelle d'une source émettrice de lumière (une étoile par exemple, se déplaçant à vitesse --célérité-- v

Un observateur terrestre se déplaçant à vitesse vperçoit ladite lumière sous la longueur d'onde o) telle que   λ= λs.(1 - v/ vc) 

donc quand vaugmente, λs étant constante, λo diminue et descend donc vers les plus petites λ (c'est à dire les rouges) C'est ce qu'on nomme le "redshift"--

 

En généralisant la notion de redshift, on peut supposer qu'elle soit applicable à l'expansion (donc au rapport (hex = F'ét / F'é0) où F'ét  est le facteur d'échelle actuel et F'é0 celui de l'origine du monde

Certains évoquent parallèlement que le temps a pu subir une expansion du même genreque celle des longueurs -depuis le big bang- mais avec un facteur d'échelle différent ! Alors c'en est fini des estimations pour le futur de l'univers... 

 

Le taux actuel de h(le paramètre de Hubble) est 2,32.10-20 unités S.I.+ (mais on le trouve souvent estimé à 0,72, ce qui provient de l'utilisation d'un système d'unités aberrant où l'unité de longueur est le mégaparsec -Mpc- valant 3,085.1022 mètres et l'unité de fréquence est le kilomètre/s et par mégaparsec, soit 3,24.10-20 s-1)

 

3.La constante de Hubble(H0) exprime la récession des galaxies (c.à.d. leur permanent éloignement réciproque, sans référence à un centre commun)

Hh/ 1 centième de seconde   ce qui donne >> H0(s-1)= 2,32.10-18 unités S.I.+

Nota : ou 72 unités dites "galactiques"  

INFERENCES

On définit la distance de Hubble (lH) = distance d'où l'on sait recevoir la lumière de l’étoile visible la plus ancienne, car située au maximum perceptible (on dit aussi que c'est l'horizon des évènements ou l'horizon universel)

C'est par définition >>> lH = c / H0  soit ~ 1,3.1026 mètres

Mais pour tenir compte de la rotation de l'univers (sur lui-même) on ajoute un coefficient correcteur (majorant l de 22 %) ce qui porte la valeur du rayon de l'univers à 1,6.1026 mètres

 

En outre, l’univers s’est expandu pendant que la lumière des origines nous parvenait, et si l'on suppose une variation raisonnable (sic) de l’expansion-- il faut mettre un coefficient correcteur pour en tenir compte

On majoredonc  lH de 370 %, ce qui porte la valeur du rayon (réel) de l'univers à (1,6.1026) x 3,7 = 6.1026 m.

Et alors son volume (réel) est (3,7)3 soit 50 fois plus important que le volume visible (soit donc = 8,4.1080 m3)

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