Cosmologie et astrophysique

Modèle du Big Bang et loi de Hubble

À l’échelle suffisamment grande de l’Univers proche, la vitesse moyenne de récession est proportionnelle à la distance. Le décalage vers le rouge est un indice observationnel, pas une explosion depuis un centre。

À l’échelle suffisamment grande de l’Univers proche, la vitesse moyenne de récession est proportionnelle à la distance. Le décalage vers le rouge est un indice observationnel, pas une explosion depuis un centre。

Modèle et observations

H₀ est le taux d’expansion actuel, généralement en km s⁻¹ Mpc⁻¹. La relation linéaire v≈H₀d est une approximation locale ; à grande distance, on utilise les modèles cosmologiques et le redshift。

Dans un modèle FLRW, la distance comobile $\chi$ d’une galaxie idéale reste fixe, tandis que sa distance propre vaut $D(t)=a(t)\chi$. Sa vitesse de récession due à l’expansion est donc $v_{\rm rec}=H(t)D$, et non un mouvement à travers l’espace depuis un centre d’explosion. À faible redshift, $v\simeq cz$ et la loi de Hubble permettent d’estimer la distance ; à grand redshift, il faut intégrer l’histoire de l’expansion et distinguer la récession coordonnée d’une vitesse déduite selon une convention.

Les preuves du Big Bang forment un réseau de tests indépendants : expansion observée, spectre presque thermique du CMB, abondances des éléments légers et croissance des structures. Hubble a mesuré la relation redshift–distance des galaxies ; Einstein a fourni le cadre de la relativité générale aux modèles cosmologiques. L’âge de l’Univers n’est pas simplement $1/H_0$ : il dépend de toute l’histoire $H(a)$, du contenu matériel et de la courbure spatiale. Une mesure de $H_0$ doit donc être interprétée dans un modèle et confrontée à des méthodes indépendantes.

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