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Constante de Hubble

Posté par
blenderiste09
23-10-13 à 15:16

Bonjour,
J'ai un exercice de physique qui concerne la constante de Hubble que j'ai presque terminé.
Cependant, je bloque sur deux questions.
Voici l'énoncé:

En 1929, le physicien Edwin Hubble a relevé le spectre de la lumière issue des galaxies dont la distance à la Terre était connue. En comparant ces spectres à ceux d'éléments chimiques connus, il en a déduit le redshift  Z de ces galaxies. En notant d la distance Terre-galaxie et v_r la vitesse radiale de la galaxie par rapport à la Terre, les mesures suggèrent une loi linéaire du type v_r = Hd. Cette loi porte le nom de loi de Hubble et H s'appelle la constante de Hubble (le mot constante signifie qu'il s'agit d'une constante par rapport à l'espace et non pas dans le temps).

Données expérimentales:d est exprimée en unités de 10^{24}m

d0.871.051.561.762.112.262.773.924.594.305.326.927.2111.2214.47
Z(10^2)0.710.831.061.231.671.721.922.682.933.233.694.554.957.4210.00


La représentation graphique donne Z en fonction de d(figure2)



On obtient une droite Z = kd passant par l'origine de coefficient directeur : k = 6,7.10^{-27} m^{-1}.
On ne s'offusquera pas du fait que la loi de Hubble puisse donner des vitesses radiales dépassant c pour des galaxies très éloignées. Cette impossibilité n'apparaît pas lorsque les phénomènes relativistes sont pris en compte.

1)Donner une estimation numérique de H en unités du système international.

2) La loi de Hubble suggère que l'Univers soit en expansion. Le modèle du big-bang permet de postuler que cette expansion a commencé depuis un temps fini et donc que l'Univers peut se voir attribuer un âge.

Si une galaxie se trouvant a la distance d s'est eloignée a la vitesse constante vr , exprimer la durée t pour se déplacer en fonction de d et vr puis en fonction de H. Estimer numeriquement l'age de l'Univers en milliards d'années.



1)
J'ai essayé de faire la première question mais je trouve des valeurs de H qui ne correspondent pas avec la valeur donnée dans ma leçon qui est H=3.10^{-18}.

Ce que j'ai fait:

D'après l'énoncé, v_r = Hd.
Je vois dans les données que pour t=1, Z = 0.71.
Donc 1+\frac{v_r}{c}=0.71
\frac{v_r}{c}=-0.29
v_r=-0.29×c
v_r=-8,7.10^7

Or v_r=Hd-8,7.10^7=H×0.87.10^{24}H-1.10^{-16}

Donc H-1.10^{-16}

2)
Je sais que t=\frac{d}{v} avec t en s; d en m; v en m/s.

Donc t=\frac{d}{v_r}t=\frac{d}{Hd}t=\frac{1}{H}t-1.10^{16}s soit -3 milliards d'année...

Pourriez-vous m'aider à ces deux questions ?
Merci d'avance.


Blenderiste09

Constante de Hubble

Posté par
Coll Moderateur
re : Constante de Hubble 23-10-13 à 15:44

Bonjour,

1)
vr = z.c = k.d.c

H = vr/d = k.c

Application numérique :

H = 6,7.10-27 3.108 2.10-18 s-1

2)
d = vr.t = H.d.t
d'où
t = 1 / H

Application numérique :
t 1 / 2.10-18 = 5.1017 s
soit environ 16 milliards d'années...

Posté par
blenderiste09
re : Constante de Hubble 23-10-13 à 19:05

Bonjour,

Merci pour ta réponse rapide.
J'ai pu finir mon devoir.

A bientôt.

Posté par
Coll Moderateur
re : Constante de Hubble 23-10-13 à 19:06

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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