Le Pouvoir de l'Imaginaire ( 352) : la distance des galaxies

-«   Je m’aperçois PAPY  que les distances des galaxies  aux z les plus forts   rendent  caduque la loi linéaire de HUBBLE   . Peux-tu m’ en dire un peu plus alors sur le sujet ?

-« Oui !je dois d’abord préciser que la vitesse V(t) d'un objet spatial  à la position x ,y, z (t)  par rapport à un observateur peut être décomposée en deux axes orthogonaux : radial et tangentiel voir ma figure .( trajectoire de l étoile en rouge et pointillés )

Or deux cibles sont importantes en astronomie ( et en particulier pour le tracé de LANIAKEA ) la vitesse de l’objet et le calcul de l’expansion de l’espace localement .Dans mes articles précédents  , j’avais choisi un contre exemple  (   la galaxie NGC 561   ). La vitesse radiale d'une galaxie, est mesurée précisément en prenant un spectre à haute-résolution  de raies spectrales connues comparées aux longueurs d'onde de ces mêmes raies mesurées en labo. Elle  indique  par convention  si elle est  positive  que l'objet s'éloigne  (  redshift) et si elle est  négative que l'objet se rapproche ( Blue shift).Mais la loi de  HUBBLE  nous «   lâche » pour des rougissements dépassant 1 (  le cas de la galaxie NGC561) !

Quant à la vitesse tangentielle , c’est souvent encore la bouteille a l’encre !  

-«  Alors que font les astronomes pour ces cas d’objets très lointains et très vieux  ?

-« Tout calcul où  V(t)devient supérieur à 3.10 ↑ 8 m/ s  devient  caduc  et il faut le remplacer . Heureusement ,il en existe un autre : la méthode basée sur les observations de certains types de supernovæ .Mais Il existe des supernovæ de plusieurs types, et il faut les trier !  Parmi elles   on trouve les supernovæ de type Ia  dont la magnitude absolue au maximum d'éclat est quasiment la même pour toutes  les 1A .Bien qu’il existe une certaine dispersion entre les courbes de lumière des Ia, après correction , on  finit par  obtenir  une relation analogue à la relation période-luminosité des Céphéides

-« Où est alors  l’avantage PAPY  ?

-« Dans le fait que cela  sert aussi  d'indicateur de distance pour des galaxies beaucoup plus lointaines, puisque les supernovæ sont des objets  typiques , intrinsèquement très brillants, et que l'on peut réussir à apercevoir  , a l’intérieur de leur galaxies ET  beaucoup  plus  loin!

-«  Et on observe des supernovæ  1 A tous les jours ?

-«   Non !Et c’ est là en effet où le bât blesse ! En ce qui concerne les supernovæ de type Ia, la situation est plus compliquée encore, puisque la nature même des systèmes binaires précurseurs de ces types d’ explosions n'est pas bien connue. Tout ce qu’ on  sait , c’est que pour rendre une naine blanche instable, il faut augmenter sa masse par accrétion jusqu'au voisinage immédiat de la limite de Chandrasekhar, soit 1,4 masse solaire. Mais ça ne dit pas grand-chose de plus ! Un article du  CEA  propose que  la  fréquence pour tous les types  soit de l’ordre de trois par siècle par galaxie ,  dans les galaxies semblables à la nôtre.

- «  C’est si peu ?

-«  Mais on peut voir des milliards de galaxies ! Donc malgré cette rareté on s’en sort , si le phénomène est détecté précocement  .  C’est d’ailleurs grâce à cela que l'accélération de l'expansion de l’univers  a  pu être  mis en évidence en 1998 par deux équipes internationales, le Supernova Cosmology Project, mené par Saul Perlmutter1, et le High-Z supernovae search team, mené par Adam Riess, ce qui leur  a valu  l'obtention du prix Nobel de physique en 2011.  Mais il a fallu monter un gros « bazar » : Le Supernova Cosmology Project est un projet international lancé dans le courant des années 1990. La collaboration incluait des personnels du Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies (LPNHE, Université Paris 6), de l'Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL, Université Lyon 1), de l'université de Stockholm (Suède), l'université de Vanderbilt (Pays-Bas), l'université d'Oxford (Angleterre), l'université de Tokyo (Japon), l'observatoire européen austral, l'Institute of Astronomy de l'université de Cambridge (Angleterre) et le California Institute of Technology (Caltech, États-Unis). RIEN MOINS QUE TOUT CELA !

-«    Ca veut dire que le  Comité  NOBEL  a reconnu le phénomène !Mais quand même cette extension de l’espace comme un élastique , ça me chiffonne , PAPY !

-«  Pas de l’espace , PIERRE !De l’espace-temps !

 A suivre