Rayon de Hubble
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En relativité générale et en cosmologie, le rayon de Hubble correspond à l'échelle de longueur caractéristique de la portion visible d'un univers en expansion.
Ce rayon est actuellement de 13,8 milliards d'années-lumière.
Le rayon de Hubble est associé à la sphère de Hubble.
Il ne faut pas confondre la sphère de Hubble avec la notion d'Univers observable, dont le rayon actuel est de 46,5 milliards d'années-lumière.
L'Univers observable contient les mêmes objets que la sphère de Hubble, mais à leur position physique actuelle, tandis que la surface de Hubble nous montre les images de ces objets à la date 380 millions d'années de l'Univers[Quoi ?], soit tels qu'ils étaient il y a 13,8 milliards d'années.
Le rayon de Hubble est nommé en l'honneur de l'astronome américain Edwin P. Hubble (1889-1953).
Couramment noté RH, il est défini comme le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide, c, à la constante de Hubble, H0 :
- .
Si l'on exprime comme de coutume la constante de Hubble en kilomètres par seconde et par mégaparsec sous la forme
- ,
où h est un nombre sans dimension, aujourd'hui estimé à 0,7, alors le rayon de Hubble vaut
- .
En prenant la valeur de h = 0,7, on obtient environ 4,3 gigaparsecs, soit quelque 14 milliards d'années-lumière.
La relation entre la taille de l'Univers observable et le rayon de Hubble dépend du modèle cosmologique considéré. Par exemple, dans un scénario de type Big Bang sans constante cosmologique, la taille de l'Univers observable est très légèrement inférieure à 2 rayons de Hubble (voir Horizon cosmologique). En présence de constante cosmologique, ce chiffre augmente. Quand le paramètre de densité de la constante cosmologique atteint 0,7 (valeur communément admise pour notre Univers), alors la taille de l'Univers observable est de l'ordre de 3,2 fois le rayon de Hubble, soit, avec les chiffres précédents, un rayon de 45 milliards d'années-lumière. Un tel chiffre est a priori paradoxal : il est surprenant que la taille de l'Univers observable soit plus grande que son âge (entre 13,5 et 14 milliards d'années) multiplié par la vitesse de la lumière. Il suffit pourtant de considérer que le chiffre de 45 milliards d'années lumière exprime le fait que les régions les plus lointaines de l'Univers observable sont aujourd'hui situées à 45 milliards d'années-lumière. Par contre, elles étaient considérablement plus proches de nous au moment où elles ont émis la lumière que nous observons aujourd'hui.
Notes et références
modifier- (en) Entrée « Hubble radius », dans Ian Ridpath, Dictionary of Astronomy, Oxford et New York, Oxford University Press, coll. « Oxford paperback reference », , VII-534 p. (ISBN 978-0-19-960905-5, OCLC 756278923, lire en ligne), p. 224 (lire en ligne sur Oxford Reference)
