L'expansion accélérée de l'Univers contredit-elle la loi de Hubble?

La loi de Hubble donne une relation linéaire entre la distance d'une galaxie et sa vitesse de récession.

Les observations de supernovae lointaines de type 1a ont montré que leur décalage vers le rouge (et donc leurs vitesses de récession) étaient plus faibles que prévu, ce qui implique que le taux d'expansion de l'Univers était plus bas dans le passé.

Cependant, cela ne signifie-t-il pas que la loi de Hubble ne s'applique qu'aux courtes distances, car à de grandes distances, un tracé des vitesses de récession en fonction de la distance ne serait pas linéaire (comme j'ai essayé grossièrement de le montrer sur le graphique ci-dessous)?

La loi de Hubble est un peu plus subtile que vous ne le pensez et une expansion, que l'accélération ou la décélération ne l'invalide pas.

La distance et la vitesse à utiliser sont désormais leurs valeurs . Celles-ci sont connues respectivement comme la distance et la vitesse appropriées . Sous cette forme, la loi de Hubble fonctionne très bien, à condition que le principe cosmologique - que l'univers soit partout homogène et isotrope - soit satisfait. Le problème avec cela est que ni la vitesse de récession ni la distance que nous mesurons ne sont les valeurs que possède actuellement une galaxie .

Ainsi, en effet, un tracé d'une vitesse de récession par rapport à la distance estimée ne sera pas une ligne droite car nous nous éloignons suffisamment pour que la lumière prenne une fraction appréciable de la durée de vie de l'univers pour nous rejoindre. La courbure de la ligne peut être utilisée pour estimer les paramètres cosmologiques et c'est essentiellement ce qui a été fait avec les données sur les supernovae de type Ia auxquelles vous vous référez.

$d$$v = H_0\,d$$^\dagger$

$d$

Analogie

Peignez des points sur une bande de caoutchouc, tenez-vous à une extrémité et laissez votre ami s'éloigner avec l'autre extrémité. Peu importe si votre ami change de rythme, peut-être même s'arrête-t-il et marche vers vous pendant un certain temps, puis commence à sprinter loin de vous. À tout moment, la vitesse d'un point donné par rapport à vous est simplement proportionnelle à sa distance de vous.

$^\dagger$