E1 Échelles de l'Univers

Topique

L'univers observable couvre des échelles de distance s'étendant sur vingt-six ordres de grandeur, de la taille d'un noyau atomique au rayon de l'univers observable lui-même.



Le parsec est l'unité naturelle de distance en astronomie de la parallaxe : c'est la distance à laquelle une unité astronomique sous-tend un angle d'une seconde d'arc. Ainsi, plus l'angle de parallaxe mesuré pour un objet est petit, plus la distance entre cet objet et l'observateur est grande ; la distance augmente, précisément, en proportion inverse de l'angle de parallaxe mesuré.



La loi de Hubble stipule que l'univers est en expansion et que la vitesse de récession des galaxies est directement proportionnelle à leur distance à nous, avec une constante de proportionnalité proche de soixante-dix kilomètres par seconde par mégaparsec : plus une galaxie est éloignée, plus elle s'éloigne rapidement de nous.



Le décalage vers le rouge cosmologique, quant à lui, mesure l'étirement de la longueur d'onde de la lumière lors de son voyage à travers l'espace en expansion. Un décalage vers le rouge de 1 signifie que la longueur d'onde a doublé par rapport à sa valeur initiale. La distance de luminosité, utilisée pour corriger la luminosité apparente mesurée des sources lointaines, croît plus rapidement que la distance comobile lorsque le décalage vers le rouge augmente, car cette dernière est également soumise à un facteur d'amplification dépendant du décalage vers le rouge. Négliger cette correction conduit à une sous-estimation systématique de la distance réelle d'un objet fortement décalé vers le rouge. Ainsi, des ordres de grandeur abordés au début de ce document à la sous-estimation systématique qu'il conclut, en incluant le parsec, la loi de Hubble et le décalage vers le rouge cosmologique, l'univers observable implique que la mesure d'une distance cosmique dépend, selon l'échelle, d'outils entièrement différents.

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