Effet Doppler-Fizeau Cosmologique

[ENO-Astro]

Bonjour à tous,
voilà j'ouvre ce sujet car je voudrais comprendre comment fait-on pour calculer la vitesse de fuite des objets astrophysiques lointain (vitesse de fuite proche de c ) avec le redshift.

Je sais que pour des vitesses de fuites proches de celle de la vitesse de la lumière, la formule v=z.c n'est plus valable, et qu'elle dépendrait du modèle cosmologique.
Dans cet article, http://www-cosmosaf.iap.fr/Frequentl...logy-f.htm#FTL , il est dit que: "Pour un Univers de densité critique la vitesse est donnée par v = 2c[1-(1+z)-0.5] qui est plus grande que c pour z > 3 "

La formule de v ci-dessus, est-elle valable pour notre Univers ? (Car il a une densité critique)

Sinon, qu'elle serait la formule adéquat pour le modèle cosmologique standard (actuel) , c'est-à-dire 70% énergie sombre, 25% matière noire et 5% matière baryonique avec densité critique établie etc .. ?

Cordialement.
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[ordage]

Bonjour à tous,
voilà j'ouvre ce sujet car je voudrais comprendre comment fait-on pour calculer la vitesse de fuite des objets astrophysiques lointain (vitesse de fuite proche de c ) avec le redshift.

Je sais que pour des vitesses de fuites proches de celle de la vitesse de la lumière, la formule v=z.c n'est plus valable, et qu'elle dépendrait du modèle cosmologique.
Dans cet article, http://www-cosmosaf.iap.fr/Frequentl...logy-f.htm#FTL , il est dit que: "Pour un Univers de densité critique la vitesse est donnée par v = 2c[1-(1+z)-0.5] qui est plus grande que c pour z > 3 "

La formule de v ci-dessus, est-elle valable pour notre Univers ? (Car il a une densité critique)

Sinon, qu'elle serait la formule adéquat pour le modèle cosmologique standard (actuel) , c'est-à-dire 70% énergie sombre, 25% matière noire et 5% matière baryonique avec densité critique établie etc .. ?

Cordialement.

Salut

Il existe un calculateur qui donne des paramètres en fonction des densités des différents fluides :

http://www.astro.ucla.edu/~wright/ACC.html

Cordialement

[rik 2]

"Pour un Univers de densité critique la vitesse est donnée par v = 2c[1-(1+z)-0.5] qui est plus grande que c pour z > 3 "

Je crois que c'est plutôt

[ordage]

Je crois que c'est plutôt

Salut
C'est ce qui est écrit dans la FAQ (en notation avec exposant).
Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[ENO-Astro]

Merci, beaucoup tout le monde

Donc si par exemple je veux convertir z en vitesse de fuite v, la formule v = 2c[1-(1+z)-0.5] est-elle adéquate pour retrouver la vitesse de fuite en prenant le redshift en abscisse du graphe des données "SNLS" suivant : http://media4.obspm.fr/public/AMC/pa...envimage5.html

Cordialement

[Gilgamesh]

Bouis... Mais du fait que H est une fonction du temps, le concept de vitesse de récession doit être banni à haut redshift. Il ne désigne plus rien de physiquement pertinent. Ce n'est pas la vitesse du point au moment de l'émission, ni au moment de la réception. C'est la vitesse que devrait avoir ce point dans un espace-temps statique pour que le redshift soit observé à cette valeur. Mouais. Je ne vois pas trop ce qu'on en retire.

[Mailou75]

Salut,

C'est la vitesse que devrait avoir ce point dans un espace-temps statique pour que le redshift soit observé à cette valeur..

Non, sinon on utiliserait la formule du Doppler, la bonne...

Et qu'est ce que c'est que cette m... là ??

....

@ENO-Astro
En cosmo c'est pas compliqué tu as deux types de vitesse :

- La vitesse instantanée (toujours inférieure à c) qui vaut : Dlt/T soit Temps de parcours du photon*c /Age de l'univers

- La vitesse comobile (qui peut dépasser c) qui vaut : Dc/T soit Distance comobile / Age de l'univers

Ex : Horizon z=1090 Dlt~13,7GAL Dc~46,5GAL et T=13,7GA
Tu trouves une vitesse instantanée égale à c et une vitesse comobile égale à 3,4c

Ex 2 : z=3 Dlt~11,47GAL Dc~21,07GAL et T=13,7GA
Tu trouves une vitesse instantanée égale à 0,83c et une vitesse comobile égale à 1,54c

Pour connaitre les distances en fonction du z je te conseille http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
mais certainement pas cette formule sortie d'on ne sait où...

Mailou

[Mailou75]

NB : j'ai pris z=3 en exemple car ta formule donne alors v=c ce qui ne correspond évidement à rien...

[QuarkTop]

Bonjour,

Je crois que c'est plutôt

Ca c'est la vitesse de récession dans un univers composé uniquement de matière (), donc sans tenir compte des 70% d'énergie noire. Il semblerait que cette FAQ de l'IAP date d'avant la découverte de l'énergie noire... Actuellement on utiliserait la formule



et j'imagine que c'est en gros ce que fait le calculateur de Mailou.

[Nicophil]

Et qui est l'heureux inventeur de l'énergie noire?

[QuarkTop]

Et qui est l'heureux inventeur de l'énergie noire?

L'accélération de l'expansion de l'univers a été codécouverte en 1998-1999 par la High-z supernovae search team et le Supernova cosmology project (avec le prix Nobel 2011 de physique à la clé). Ensuite je pense que l'interprétation standard par l'énergie noire était assez évidente à faire...

[Gilgamesh]

Avant ça, je dirais Einstein, puis Lemaître qui a beaucoup insisté (mais en vain, dans un premier temps) pour que les modèles d'expansion proposés conservent un lambda non nul/

[QuarkTop]

Avant ça, je dirais Einstein, puis Lemaître qui a beaucoup insisté (mais en vain, dans un premier temps) pour que les modèles d'expansion proposés conservent un lambda non nul/

Tout à fait, mais jusqu'à récemment la constante cosmologique n'était pas nécessaire pour expliquer les observations, et Einstein l'a utilisée pour obtenir un univers sans expansion, donc les objectifs étaient très différents.

[ENO-Astro]

Bonsoir tout le monde,

Je tient à vous dire merci pour vos explications claires et précises, particulièrement à toi Mailou75, je voulais exactement savoir comment calculer la vitesse de fuite, et tes exemples m'ont bien aidés

Une dernière question, à quoi correspond "Omega_vac" et "Omega_M" dans le calculateur ?

Cordialement.

[QuarkTop]

Une dernière question, à quoi correspond "Omega_vac" et "Omega_M" dans le calculateur ?

Ce sont respectivement les proportions actuelles d'énergie noire et de matière dans la densité d'énergie de l'univers (compte tenu de la platitude spatiale de l'univers), les fameux 70% et 30% (73% et 27% pour être précis...).

[Gilgamesh]

Tout à fait, mais jusqu'à récemment la constante cosmologique n'était pas nécessaire pour expliquer les observations, et Einstein l'a utilisée pour obtenir un univers sans expansion, donc les objectifs étaient très différents.

Lemaître, lui, a "utilisé" lambda dans le cadre d'un univers dynamique parce que la la valeur mesurée de H était surestimé d'un facteur 10 à l'époque, et que l'âge de l'univers, en 1/H était beaucoup trop petit. En donnant a lambda une valeur assez élevé, on pouvait avoir un univers plus vieux tout en admettant la valeur mesuréée à l'époque. C'est ce qu'il a appelé "l'univers hésitant" et ça correspond qualitativement au modèle actuel.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_h%C3%A9sitant

[ENO-Astro]

Bonjour à tous, je relance ce sujet, car j'ai une petite question vis-à-vis du calculateur de distance http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html

Voilà, pour un redshift donné, par exemple z=0.2, pourquoi à t-on une distance de luminosité DL différente que la distance angulaire DA ?

Laquelle correspond donc à la bonne distance séparant l'objet de l'observateur pour z fixé ?

Cordialement.

[Lansberg]

Bonjour à tous, je relance ce sujet, car j'ai une petite question vis-à-vis du calculateur de distance http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html

Voilà, pour un redshift donné, par exemple z=0.2, pourquoi à t-on une distance de luminosité DL différente que la distance angulaire DA ?

La distance comobile (comoving radial distance) donne la distance actuelle nous séparant de l'objet en question.
En divisant cette distance par z+1 on obtient la distance angulaire, qui nous séparait de l'objet au moment où la lumière en est partie.
En multipliant cette distance angulaire par (z+1)^2 on obtient la distance de luminosité. À cause de l'expansion de l'univers, la lumière en provenance de l'objet se "dilue" et s'étale sur une sphère plus grande que si l'univers était statique. L'objet présente donc une luminosité très faible comme s'il se trouvait à la distance de luminosité.
Le calculateur donne également le temps de voyage de la lumière "light travel time".

[Lansberg]

Petite erreur de manip !
La relation qui figure dans mon message #18 permet de retrouver la distance comobile (comoving radial distance) du calculateur de Ned Wright pour un univers plat. On peut prendre les différents paramètres cosmologiques moyens déterminés à partir des données du satellite Planck. Ho = 67,15 km/s/Mpc et 1/Ho = 14,57 pour obtenir une distance en milliards d'années lumière.
OmégaM = 0,317 OmégaLambda = 0,683 (Oméga vac dans le calculateur) Oméga R = 9,197x10-5
"a" (borne inf de l'intégrale) est le facteur d'échelle pour le redshift z a = 1/(z+1)
"1" (borne sup de l'intégrale) est le facteur d'échelle actuel.
Il suffit d'entrer cette relation dans l'éditeur d'équation d'une calculatrice avec les valeurs des paramètres précédents et "a" correspondant à la variable. Par la suite, il faut juste entrer la valeur de la borne inf pour obtenir la distance comobile.

[ENO-Astro]

Merci beaucoup pour ces infos, c'est un peu plus clair maintenant.

Et donc, sur ce graphe, http://media4.obspm.fr/public/AMC/pa...envimage5.html , le redshift en abscisse correspond à une distance, afin de comparer avec le module de distance en ordonnée, mais laquelle ? Comobile, angulaire ou de luminosité ? Par exemple, si je prends z=0.8, et que je tape ça dans la calculatrice cosmologique, quelle distance dois-je prendre afin de comparer avec l'axe des ordonnées ?

Cordialement.

[Gilgamesh]

Le module de distance est obtenu en soustrayant la magnitude apparente de la magnitude absolue => cela concerne la distance de luminosité.

[ENO-Astro]

D'accord merci.

Il y aurait-il pas une formule, pour calculer le décalage spectral, en fonction du redshift z du modèle en vigueur pris en compte dans le graphe ci-joint ? http://media4.obspm.fr/public/AMC/pa...envimage5.html

Cordialement.

[Lansberg]

Bonjour,

mais z exprime justement le décalage spectral.

[Gilgamesh]

Je dirais même plus z EST le décalage spectral...



avec
lambda_obs la longueur d'onde observée
lambda_0 la longueur d'onde à l'émission

[ENO-Astro]

Mais il me semble que cette formule s'applique très bien pour de petits redshift, mais je ne crois pas qu'elle soit valide pour de grands redshift.

Je me trompe ?

Cordialement.

[Lansberg]

Cette formule calcule justement le redshift, z.
Peut-être une confusion avec le calcul de la vitesse de récession en fonction de z ?