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 spatiale d'un point quelconque de l'espace s'est étirée soudain d'une certaine valeur (ainsi que le ferait un élastique)

Puis, dans 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

Donc le support des unités de longueur s'est aussi étiré à chaque instant (le mètre-étalon de l'origine du monde était nettement plus petit que celui d'aujourd'hui) 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, fut évolutive)

La dérivée de la variation de la longueur par rapport au temps est nommée

 

FACTEUR d'ÉCHELLE  et symbolisée F’é

Les unités de mesure des longueurs ont donc été instables (ou élastiques, ou fluctuantes) puisque l'espace qui les contient s'expandait.

La valeur du facteur d'échelle est impossible à estimer, puisqu'on n'a aucun repère ni  comparatif, pour en proposer un étalon.

On évoque sa variation rapide -et de courte durée- peu après le Big Bang et cela  pendant une courte phase nommée inflation, pendant laquelle il est probable qu'il suivit une loi exponentielle (jusqu'au temps de Planck ?).

Plus tard, il est devenu beaucoup plus faible

On a aussi proposé que le temps a subi une expansion du même genre, au moment du big bang, mais avec un facteur d'échelle différent de celui affectant les longueurs (l'inflation temporelle ayant peut-être ralenti aussi aux environs du temps de Planck ) ?

 

LE TAUX d'EXPANSION

Cette notion est censée représenter l'évolution de l'univers au cours des âges

C'est le rapport (adimensionnel) Kx = F'ét / F'é0   

où F'ét et F'é0 sont des facteurs d’échelle, F’é0 (juste après le Big bang, donc pris comme base unité) et F'ét le facteur au temps t

Le taux d'expansion Kx est évolutif dans le temps puisque F'ét est variable

Si Kx est > 1, on dit que l’univers est dans une PHASE d’expansion

Si Kx est = 1, l’univers est considéré dans une PHASE de stagnation (ou stabilité)

Si Kx est < 1, l’univers est considéré dans une PHASE de rétractation.

Il n'existe aucun moyen de savoir quelle est la valeur des facteurs d'échelles, et on peut donc échafauder n'importe quelle hypothèse sur les correspondances et variations entre le passé ou l'avenir du monde !

On suppute toutefois qu’il est actuellement très légèrement croissant (l'expansion s'accélère et d'autant plus qu'il y a plus de matière dans l'univers, comme le souligne  l'équation de R.W)

On prétend en outre que sa vitesse d'évolution est anisotrope

 

LE 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 facteurs d'échelle des longueurs

-rappel du phénomène Doppler

Si λest la longueur d'onde réelle d'une source émettrice de lumière (étoile), si λo est la longueur d'onde perçue par l’observateur sur Terre et si vet vsont respectivement la vitesse de la source et celle de la phase (célérité) de l'onde lumineuse :

λ/ λs= (1 - v/ vc)   quand vs augmente, on constate un décalage vers les plus petites

λ (rouge) de la source et le rapport / λs) est nommé "redshift"

-généralisation de la notion

On suppose que la notion de redshift est applcable au rapport (Kx= F'éa / F'é0)

où F'éa est le facteur d'échelle actuel et F'é0  celui de l'origine du monde 

 

LA CONSTANTE de HUBBLE (KU)

C'est la dénomination du taux d'expansion, pour l’état actuel de l’univers

Elle exprime la récession des galaxies (c.à.d. leur éloignement réciproque sans référence à un centre commun)

KU (adimensionnelle) = Ho.(to/100)

avec Ho(s-1)= paramètre de Hubble et to(s)= temps unité (1 seconde)

d’où KU(nombre)= 2,3.10-20 unités S.I.+

Nota : la valeur KU est désormais proposée à 0,67 (selon les dernières mesures du satellite Planck) >>>

c'est une valeur exprimée usuellement avec des unités dites "galactiques"

--ces unités sont issues d'un système d'unités aberrant, n'ayant rien à voir avec les unités courantes, car l'unité de longueur y est le mégaparsec (Mpc) valant 3,085.1022 mètres et l'unité de fréquence est le (kilomètre/s et par mégaparsec) valant 3,24.10-20 s-1)

Donc avec ces bâtardes unités galactiques, on a 

KU(la constante de Hubble) = 67(ce qui correspond à 2,3.10-20 unités S.I.+)

et H0(le paramètre de Hubble) est = 6700, alors que sa valeur S.I.+ est = 2,3.10-18 s-1

 

LA DISTANCE de HUBBLE

La distance de Hubble (lH) est la distance de l’étoile visible la plus ancienne, car située au maximum perceptible d'où l'on sait recevoir une lumière >>>

l= c / K(c'est le rayon de l’univers, soit # 1,3.1026 mètres)

On en tire également l'âge de l'univers, supposé en très faible expansion >>

tU= 1 / H0= 4,36.1017 secondes   ou # 13,8 milliards d'années

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