Bonjour à tous,
Je me pose une question, sans-doute naïve compte-tenu de mes connaissances limitées en astronomie et en RG : comment savoir si l'expansion de l'univers n'a pas d'effet à l'intérieur d'une galaxie ?
Ce fait semble couramment admis, et j'aime bien l'image du cake (l'univers) dont la pâte gonfle (l'expansion), et dont les raisins (les galaxies) s'éloignent les uns des autres sans pour autant grossir (grâce à la gravitation). Mais au-delà de cette image simpliste, y a-t-il des observations avec une précision suffisante pour le prouver ? Et en quoi cela est-il prédit par la théorie ?
Pour expliquer mes doutes, je prends un exemple (trop?) basique :
La distance Soleil - centre de la Voie Lactée (obtenue par quelle méthode, avec quelle fourchette d'erreur?) est R = 27000 AL = 8500 parsecs.
Le taux d'expansion admis actuellement est de 72 km/s par MPc (+/- 10% suivant les modèles et méthodes utilisés)
L'effet de l'expansion sur la distance R serait donc d'environ 610 m/s, et donc d'environ 2 1010 m en 1 an, 2 1012 m en 100 ans, etc.
Mais l'erreur relative des mesures de distance les plus précises, faites sur les étoiles proches par la méthode du parallaxe, est de l'ordre de 10% pour une distance de 100 parsecs (très inférieure à R). Même en supposant que la fourchette d'erreur sur la mesure de R soit du même ordre (ce qui me semble très improbable), l'incertitude sur la valeur de R serait de l'ordre de 2700 AL, soit 2,5 1019 m, donc 107 fois plus grande qu'une variation de R due à l'expansion en un siècle.
On peut aussi envisager de déduire la distance R de la vitesse de rotation du Soleil autour du centre de la galaxie. Mais d'une part je suppose (peut-être à tort) que l'incertitude sur l'estimation de cette vitesse est encore bien plus grande que sur l'estimation directe de R; d'autre part la relation entre vitesse de rotation et R ne peut certainement être établie que très approximativement, compte-tenu des incertitudes sur la masse de la galaxie et sur les différences de densité entre les régions de la galaxie.
Donc il me semble qu'on est bien incapable de mesurer l'effet (ou l'absence d'effet) de l'expansion de l'univers sur les distances entre étoiles dans notre galaxie.
Je comprends qu'on ne puisse observer l'expansion de l'univers (la "constante" de Hubble) qu'au niveau macroscopique, grâce au décalage vers le rouge de la lumière en provenance des galaxies lointaines, et dont la vitesse d'éloignement par rapport à la notre est assez grande pour produire un décalage spectral mesurable.
Mais quelqu'un peut-il m'expliquer ce qui prouve que l'expansion n'a pas d'effet à plus petite échelle ?
Cet effet serait suffisamment faible (*) par rapport à celui de la gravitation pour permettre la cohésion des galaxies et amas de galaxies, mais ne pourrait-il pas avoir un impact sur la distribution des masses dans les galaxie, et sur leur courbe de rotation ?
(*) les 610 m/s ci-dessus, à comparer avec la vitesse de rotation du Soleil, environ 200 km/s, soit un facteur 300. Pour une étoile "au bord" de la Voie Lactée, donc disons deux fois plus éloignée du centre de la Voie Lactée, ce facteur serait de l'ordre de 100.
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