Calculateur de distance par la loi de Hubble

Estimez la distance d'une galaxie à partir de sa vitesse de récession et de la constante de Hubble.

Distance galactique selon la loi de Hubble
Utilisez la relation à faible décalage vers le rouge : vitesse égale constante de Hubble multipliée par distance.

À propos de la loi de Hubble

La loi de Hubble exprime la relation observée entre la vitesse de récession d'une galaxie lointaine et sa distance. Dans sa forme la plus simple, la vitesse est égale à la constante de Hubble multipliée par la distance. Une galaxie dont la vitesse de récession cosmologique est plus élevée est généralement plus éloignée, car l'espace entre les structures à grande échelle se dilate. Ce calculateur réécrit la relation sous la forme distance égale vitesse divisée par constante de Hubble, avec une vitesse en kilomètres par seconde et une distance en mégaparsecs. La constante de Hubble décrit le taux d'expansion actuel et s'exprime habituellement en kilomètres par seconde par mégaparsec. Une valeur de 70 signifie que la vitesse de récession augmente en moyenne d'environ 70 kilomètres par seconde pour chaque mégaparsec supplémentaire. Les différentes méthodes de mesure ne donnent pas toutes exactement la même valeur. Le champ modifiable permet d'appliquer des hypothèses de cours et de comparer des estimations publiées, sans prétendre qu'une mesure résout la tension observationnelle actuelle. Le calculateur convertit aussi les mégaparsecs en millions d'années-lumière, à raison d'environ 3.26156 millions d'années-lumière par mégaparsec. Le décalage vers le rouge approximatif correspond à la vitesse divisée par celle de la lumière. Cette relation simple n'est utile que si la vitesse de récession est faible devant celle de la lumière. Le temps de Hubble est l'inverse du taux d'expansion après conversion des unités : c'est une échelle de temps caractéristique. Il ne détermine pas à lui seul l'âge exact de l'univers, puisque l'expansion cosmique a évolué. La loi linéaire de Hubble convient surtout aux galaxies participant à l'expansion cosmique régulière à un décalage vers le rouge relativement faible. Les galaxies proches possèdent des vitesses particulières dues aux interactions gravitationnelles locales, parfois comparables ou supérieures à leur vitesse dans le flot de Hubble. Ainsi, Andromède se rapproche de la Voie lactée malgré l'expansion globale de l'univers. À fort décalage vers le rouge, les astronomes utilisent un modèle cosmologique et intègrent l'histoire de l'expansion plutôt que d'effectuer cette simple division. Considérez le résultat comme une estimation pédagogique. Une distance fiable nécessite une vitesse de récession corrigée dans un référentiel adapté, une estimation des incertitudes et souvent des indicateurs de distance indépendants. La cosmologie moderne prend aussi en compte densité de matière, énergie noire, géométrie spatiale, décalage relativiste et facteur d'échelle variable. Malgré ces limites, la loi de Hubble reste une introduction claire aux preuves de l'expansion de l'univers et un moyen rapide de vérifier les échelles de distance à faible décalage vers le rouge.

Exemples de la loi de Hubble

Vitesse et constante de HubbleDistance estiméeInterprétation
2000 km/s et 70 km/s/Mpc28.57 Mpc ou 93.19 millions d'années-lumièreEstimation pour une galaxie à faible décalage vers le rouge
7000 km/s et 70 km/s/Mpc100 Mpc ou 326.16 millions d'années-lumièreExemple direct du flot de Hubble
3500 km/s et 67.4 km/s/Mpc51.93 Mpc ou 169.39 millions d'années-lumièreComparaison avec une constante de Hubble plus faible

Comment utiliser le calculateur de la loi de Hubble

  1. Saisissez la vitesse de récession corrigée de la galaxie en kilomètres par seconde.
  2. Saisissez la constante de Hubble adaptée à votre exercice ou analyse.
  3. Sélectionnez Calculer la distance galactique pour diviser la vitesse par la constante de Hubble.
  4. Consultez les estimations en mégaparsecs et années-lumière, le décalage vers le rouge et le temps de Hubble en gardant les limites du modèle à l'esprit.

Questions fréquentes

Quelle valeur utiliser pour la constante de Hubble ?

Utilisez celle indiquée par votre source, cours ou analyse cosmologique. Les méthodes modernes donnent généralement des valeurs entre la fin de la soixantaine et le début de la soixante-dizaine en km/s/Mpc.

Le temps de Hubble est-il l'âge exact de l'univers ?

Non, c'est l'inverse du taux d'expansion actuel exprimé comme une durée. Un âge précis dépend de l'évolution de l'expansion sous l'effet de la matière, du rayonnement et de l'énergie noire.

Pourquoi les galaxies proches peuvent-elles déroger à la loi de Hubble ?

Le mouvement gravitationnel local ajoute une vitesse particulière à l'expansion cosmique régulière. Pour les objets proches, cette composante peut dominer la vitesse radiale mesurée.

Une récession plus rapide que la lumière viole-t-elle la relativité ?

À très grande distance, la récession décrit l'expansion de l'espace, pas un déplacement ordinaire dans l'espace local. La relativité générale permet à la distance entre régions assez éloignées de croître plus vite que la lumière sans que des objets locaux la dépassent.

Puis-je utiliser cette formule à fort décalage vers le rouge ?

La formule linéaire simple et l'approximation du décalage deviennent imprécises à fort décalage vers le rouge. Il faut alors des paramètres de modèle cosmologique et une intégration de l'histoire de l'expansion.