Constante de Hubble non constante.

[ArchoZaure]

Bonjour.
Il y a une question qui me turlupine.

Lorsqu'on dit que la constante de Hubble a changée au cours du temps, donc depuis le big bang, est-ce que ça veut dire que c'est valable pour l'ensemble de l'univers observable ?
Ou alors ça dépend de l'endroit dans cet univers observable ?

Pour clarifier ma pensée: Si on imagine que je me puisse me téléporter à 5 milliards d'années lumière (donc plus en distance vu qu'il y a expansion mais c'est un détail), qu'est ce que je vais y trouver sur place ?
Des galaxies comme ici ?
J'imagine puisque l'univers n'a pas de centre.
Donc, à cet endroit, quelle est la valeur de la constante de Hubble ?
La même valeur actuelle valable pour l'ensemble de l'univers ? Ou alors la valeur valable lorsque l'univers avait 13.8-5=8.8 milliards d'années ?

Question de fond : Comment sommes nous parvenus à trancher entre ces deux possibilités ?
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[jiherve]

bonsoir
il n'y a même pas d'accord sur la valeur actuelle; C'est l'un des grands chantiers des années qui viennent.
JR

[Gilgamesh]

Bonjour.
Il y a une question qui me turlupine.

Lorsqu'on dit que la constante de Hubble a changée au cours du temps, donc depuis le big bang, est-ce que ça veut dire que c'est valable pour l'ensemble de l'univers observable ?
Ou alors ça dépend de l'endroit dans cet univers observable ?

Pour clarifier ma pensée: Si on imagine que je me puisse me téléporter à 5 milliards d'années lumière (donc plus en distance vu qu'il y a expansion mais c'est un détail), qu'est ce que je vais y trouver sur place ?
Des galaxies comme ici ?
J'imagine puisque l'univers n'a pas de centre.
Donc, à cet endroit, quelle est la valeur de la constante de Hubble ?
La même valeur actuelle valable pour l'ensemble de l'univers ? Ou alors la valeur valable lorsque l'univers avait 13.8-5=8.8 milliards d'années ?

Question de fond : Comment sommes nous parvenus à trancher entre ces deux possibilités ?

Le modèle standard est basé sur le principe cosmologique c'est à dire sur l'hypothèse aujourd'hui généralement considérée comme très bien vérifiée (à 10^-5 près sur le fond de rayonnement fossile) selon laquelle l'Univers est isotrope (pas de direction privilégiée) et spatialement homogène, c'est-à-dire que son apparence générale ne dépend pas de la position de l'observateur.

Si on prend ce principe, alors l'équation de Friedmann qui relie H² et la densité d'énergie est la même partout en chaque instant et donc H varie dans le temps mais pas dans l'espace.

Toutefois, il existe aussi des modèle d'univers inhomogènes, un post d'intro ici :
https://forums.futura-sciences.com/a...-lunivers.html

Mais bien évidemment cette inhomogénéité se joue à une échelle bien plus grande, donc l'approximation homogène dans l'univers observable reste correcte.

[ArchoZaure]

Si on prend ce principe, alors l'équation de Friedmann qui relie H² et la densité d'énergie est la même partout en chaque instant et donc H varie dans le temps mais pas dans l'espace.

Donc si je comprends bien c'est basé sur la péréquation relative à une théorie vérifiée de manière annexe.

Donc H varie au cours du temps à l'échelle de tout l'univers (reprenez-moi si je me trompe)
Mais alors quoi ? Il y aurait une horloge valable pour tout l'univers ???
Vous comprenez ce qui me turlupine ?
Si vous mesurez H alors vous connaissez la date...

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves95210]

Bonjour,

Donc H varie au cours du temps à l'échelle de tout l'univers (reprenez-moi si je me trompe)
Mais alors quoi ? Il y aurait une horloge valable pour tout l'univers ???

Oui, dans le modèle cosmologique standard, décrivant un univers issu d'un "big bang". Cette horloge est ce qu'on appelle le temps cosmologique.

Vous comprenez ce qui me turlupine ?
Si vous mesurez H alors vous connaissez la date...

Oui, en appliquant les équations de Friedmann-Lemaître (la métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker est la solution générale de l'équation d'Einstein pour un modèle d'espace-temps spatialement homogène et isotrope).

[Deedee81]

EDIT croisement (complémentaire). Bon sang, voilà ce qui arrive quand on bavarde avec son collègue de bureau, désolé
Salut,

Donc H varie au cours du temps à l'échelle de tout l'univers (reprenez-moi si je me trompe)
Mais alors quoi ? Il y aurait une horloge valable pour tout l'univers ???

Oui, le temps cosmologique. Il découle du principe cosmologique : en moyenne, à grande échelle, l'univers est homogène et isotrope.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_cosmologique

Et donc le temps cosmologique est défini pour un univers strictement homogène et isotrope empli d'un gaz au repos (relativement à au "gaz voisin" hors expansion), ce qu'on appelle le temps comobile.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Temps_cosmique

Mais bien évidemment, en présence de concentration de masses (irrégularités "locales"), la terre, les étoiles, les trous noirs, le temps s'écoule différemment.
Mais sur Terre, l'écart est minime, y a que des trucs comme les horloges atomiques et le GPS (qui en contient ) pour mesurer ça et face aux incertitudes expérimentales ça n'a pas d'importance, on ne vit pas sur l'horizon d'un trou noir (heureusement ).

Vous comprenez ce qui me turlupine ?

Oui, si j'ai bien compris et expliqué ci-dessus

Si vous mesurez H alors vous connaissez la date...

Oui, avec de petites incertitudes là aussi liés aux modèles et aux mesures.
Mais grosso modo (disons à quelques dizaines de millions d'années près ou peut être un peu plus) c'est sûr.

Pour la question initiale il faut y répondre comme suit :
H est une constante universelle, dans l'espace (à temps cosmique donné)
Mais il varie selon les époques.

Donc il y a constante et constante (on manque un peu de vocabulaire là, et à l'époque où le nom a été donné je ne crois pas qu'ils envisageaient déjà un H variant dans le temps, même si c'est très vite venu avec les modèles de relativité générale)

[ArchoZaure]

Ah ben voilà merci pour ces explications.
C'est ce qui me manquait pour comprendre, "le temps cosmologique" un genre d'exception de la relativité (ce qui me gênait le plus c'était qu'il puisse y avoir un temps universel dans l'univers mais apparemment il existe au moins cette possibilité).

En cosmologie, le temps cosmique est le temps propre d'un observateur dit « fondamental » ou « comobile » appartenant à un univers homogène et isotrope¹. En pratique, l'Univers n'est pas exactement homogène et isotrope, mais en moyennant la distribution de matière de l'Univers, on peut considérer qu'il l'est et ainsi utiliser le principe cosmologique. Le temps cosmique est alors le temps propre d'un observateur au repos par rapport à cette distribution de matière moyenne : c'est le temps de son référentiel comobile qui est le même pour tous les référentiels comobiles puisque l'Univers est homogène et isotrope. Cette situation, permise par le principe cosmologique, est exceptionnelle en relativité générale (fondement théorique de la cosmologie), car normalement il n'y existe pas de temps universel absolu, mais un temps qui est propre à chaque observateur et sa ligne d'univers.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Temps_cosmique

C'est plus clair maintenant.
Encore Merci.

[Deedee81]

un genre d'exception de la relativité (ce qui me gênait le plus c'était qu'il puisse y avoir un temps universel dans l'univers mais apparemment il existe au moins cette possibilité).

Attention, je ne qualifierais pas ça d'exception de la relativité. Plutôt de "situation" exceptionnelle (dû au principe cosmologique) + une approximation (le fait est que l'univers n'est pas strictement homogène, sinon on n'existerait pas )

Mais bon, je pinaille peut-être un peu, le passage que tu quotes est tout a fait clair.