Vitesse de récession

La vitesse de récession ou vitesse de fuite est le nom donné en astronomie à la vitesse à laquelle un objet extragalactique s'éloigne d'un observateur, due à l'expansion de l'Univers. Elle peut être calculée en observant le décalage de longueur d'onde des raies spectrales émises par l'objet, connu sous le nom de décalage vers le rouge, ou « (en) redshift ».

Cette vitesse apparente, radiale, est déduite de la formule Doppler :

$$v_{r}=H_{0}d=cz$$avec $v_{r}$ la vitesse de récession apparente, $H_{0}$ la valeur actuelle de la constante de Hubble, $d$ la distance à l'objet étudié, $c$ la vitesse de la lumière dans le vide, et $z$ le décalage vers le rouge de l'objet, vu comme une manifestation de l'effet Doppler.

À noter que cette égalité n'est valable que pour de faibles valeurs de la vitesse de récession, et que l'interprétation par le prisme de l'effet Doppler est physiquement incorrecte puisque l'augmentation des distances entre galaxies n'est pas due à la vitesse des galaxies dans un espace fixe, mais plutôt à un étirement de l'espace lui-même, les galaxies restant fixes dans celui-ci.

Applications

Une application de la loi de Hubble-Lemaître consiste à estimer la distance des galaxies sur la base de la mesure de leur vitesse de récession.

Pour des galaxies relativement proches, la composante radiale de la vitesse propre de la galaxie (par rapport à son espace local), qui s'ajoute à la vitesse de récession résultant de l'expansion cosmique ou s'en soustrait, peut fausser les estimations de la distance de l'objet par son décalage vers le rouge. Ainsi, la galaxie d'Andromède, située à 2,5 millions d'années-lumière, se rapproche de la Voie lactée à près de 300 km/s, et aussi Messier 81, située à 12 millions d'années-lumière, à 34 km/s : leur spectre d'émission n'est pas décalé vers le rouge, mais vers le bleu. Pour les objets bien plus lointains, la vitesse propre est négligeable devant celle de l'expansion cosmique.

Bibliographie

• Entrée « vitesse de récession », dans Richard Taillet, Pascal Febvre et Loïc Villain, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Université, 2009 [2^e éd.] (1^re éd. mai 2008), XII-741 p. (ISBN 978-2-8041-0248-7, OCLC 632092205, BNF 42122945), p. 581 lire en ligne [html] (consulté le 29 octobre 2014)