phénomène

flux de Hubble

L'expansion uniforme de l'univers qui fait que les galaxies s'éloignent et subissent un décalage vers le rouge proportionnel à leur distance.
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Description

Le flux de Hubble est l'expansion uniforme à grande échelle de l'univers, dans laquelle les galaxies s'éloignent les unes des autres à des vitesses proportionnelles à leur distance. Cette relation, connue sous le nom de loi de Hubble, est une conséquence directe de l'étirement de l'espace lui-même, plutôt que d'un mouvement des galaxies à travers un espace statique. L'expansion est observée comme un décalage vers le rouge systématique de la lumière des galaxies lointaines, les galaxies plus distantes semblant s'éloigner plus rapidement.

Histoire

Les observations de décalages vers le rouge et de distances des galaxies réalisées par Edwin Hubble en 1929 ont établi la relation linéaire, en s'appuyant sur les travaux théoriques antérieurs de Georges Lemaître et d'Alexandre Friedmann.

Comment ça marche

L'expansion de l'espace étire la longueur d'onde de la lumière qui le traverse, provoquant un décalage vers le rouge proportionnel à la distance parcourue. Par-dessus cette expansion lisse, les galaxies possèdent des « vitesses particulières » supplémentaires dues aux interactions gravitationnelles locales, ce qui peut légèrement modifier leur décalage vers le rouge observé. Le flux de Hubble fournit le fond cosmique par rapport auquel ces mouvements locaux sont mesurés, permettant aux astronomes de séparer l'expansion globale de l'univers de la danse gravitationnelle des galaxies individuelles.

En pratique

Le flux de Hubble est la base de la mesure des distances cosmiques et de la cartographie de la structure à grande échelle de l'univers, ainsi que de l'étalonnage du taux d'expansion (constante de Hubble) utilisé dans les modèles cosmologiques.

Anecdote

Le flux de Hubble est si uniforme qu'après soustraction des effets gravitationnels locaux, les galaxies de l'univers lointain s'éloignent avec une précision qui permet aux cosmologistes de mesurer le taux d'expansion à quelques pour cent près.

Concept graph →

Formules

$$H(z) = H_0 \sqrt{\Omega_m (1+z)^3 + \Omega_\Lambda}$$
Hubble parameter changes with redshift due to cosmic expansion.
Ce qu'il y a dans la formule
H(z)variableHubble parameter at redshift z — hubble parameter kilometre per second per megaparsec
H_0variableHubble constant at present epoch — constante de Hubble kilometre per second per megaparsec
zvariableCosmological redshift — décalage vers le rouge
Ω_mvariableMatter density parameter — density parameter
Ω_ΛvariableDark energy density parameter — density parameter
√opérateurTakes the square root of the enclosed expression — racine carrée
\frac{δh_0}{h_0}=\frac{3}{2}\frac{δz}{1+z_*} · 2607.18528v1
$$v = H d$$
Recessional velocity of galaxies is proportional to their distance.
Ce qu'il y a dans la formule
vvariableRecessional velocity of a galaxy — vitesse metre per second
HvariableHubble parameter (time-dependent) — hubble parameter per second
dvariableProper distance to the galaxy — distance metre
v=h_0d · 2509.09665
v=h_0d · 2601.03347v2
v=h_0d · 2606.22390
v=h_0d · 2606.23869
$$S \propto (1+z)^{-4}$$
Surface brightness decreases with redshift due to expansion.
Ce qu'il y a dans la formule
SvariableSurface brightness (flux per unit solid angle per unit area) — brillance de surface watt per metre squared per steradian
zvariableRedshift — décalage vers le rouge
(1+z)^{-4} · 2604.27867
$$d = \frac{cz}{H_0}$$
Distance is proportional to redshift in Hubble's law.
Ce qu'il y a dans la formule
dvariabledistance to galaxy — distance metre
cvariablespeed of light — vitesse metre per second
zvariableredshift — décalage vers le rouge
H_0variableHubble constant — hubble parameter per second
d_l=\frac{cz}{h_0} · 2606.05358v1
$$L = 4\pi D_L^2 F \cdot 10^{0.4 k(\lambda) E(B-V)}$$
Relates observed flux to intrinsic luminosity accounting for distance and extinction.
Ce qu'il y a dans la formule
LvariableIntrinsic luminosity — luminosité watt
D_LvariableLuminosity distance — distance photométrique metre
FvariableObserved flux — flux watt per metre squared
k(λ)variableExtinction curve at wavelength λ — extinction curve
E(B-V)variableColor excess between B and V bands — color excess
πconstanteRatio of a circle's circumference to its diameter — pi = 3.14159
l_{{[oiii]}}=4πd_l^2f_{{[oiii]}}*10^{0.4k(λ5007)e(b-v)} · 2606.24684
$$\Phi \propto \frac{1}{d^2}$$
Flux decreases with the square of distance.
Ce qu'il y a dans la formule
\Phivariableflux (power per unit area) — irradiance watt per square metre
dvariabledistance from source — distance metre
\phi_0^s\approx1.7*10^{-20}(\frac{α_g}{0.1})^5(\frac{\tilde{a}}{0.9})(\frac{10^{-4}}{g_{νφ}})^2(\frac{5~{кпк}}{d})^2~{см}^{-2}{с}^{-1} · 2607.12485

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