Comment mesure-t-on la distance d'objets lointains ?

[boystar 0]

Comment mesure-t-on la distance d'objets lointains ?
Pour les étoiles les plus proches, la méthode par triangulation me parait possible, mais pour les objets beaucoup plus lointains, genre galaxies, quasars et autres monstres cosmologiques ? Mon p'tit neveu m'a posé la question, alors que je lui montrait la galaxie d'Andromède (à l'oeil nu, puis aux jumelles, puis au télescope...) et je n'ai pas su quoi lui répondre...
Merci d'éclairer ma lanterne !
Bon cieux à tous !

[MatP 3]

Salut boystar.

La distance des objets très éloignés comme celle des galaxies ne peut en effet être calculée grâce à la méthode des parallaxes, les angles de variation étant extrêmement faibles.
La méthode utilisée actuellement consiste à mettre à profit l'effet Doppler-Fizeau pour déterminer la vitesse avec laquelle la galaxie s'éloigne (ou vitesse radiale). En effet, plus cette vitesse sera rapide, plus le décalage vers le rouge (redshift en anglais) des raies du spectre des étoiles composant la galaxie qui nous intéresse sera important.
Or, d'après les théories actuelles d'expansion de l'Univers et les mesures d'Hubble (l'astronome, pas le téléscope spatial), la vitesse radiale, et donc le redshift de la galaxie étudiée serait directement proportionnelle à son éloignement. La loi de Hubble s'écrit d'ailleurs V=d.H (non, ce ne sont pas seulement les initiales d'un champion hollandais de natation ), V étant la vitesse radiale de la galaxie (déterminée à l'aide de son redshift, donc), d la distance qui nous sépare d'elle, et H la constante de Hubble.

La méthode de mesure nous montre à quel point il faut prendre les distances données avec des pincettes, vu qu'elles dépendent directement des préceptes énoncés par la théorie du Big-Bang et de l'expansion continue de l'Univers. On va d'ailleurs même jusqu'à dire que la loi de Hubble symbolise les théories en question.
D'ailleurs, le fait qu'on ne puisse appliquer cette loi ni aux galaxies du Groupe Local du fait du mouvement propre des galaxies au sein de cet amas, ni aux très grandes distances du fait des incertitudes physiques qui s'y appliquent, met bien en évidence les limites de cette loi, étant donné que pour les objets plus lointains que le Groupe Local nous ne pourrions pas vérifier les mesures par une méthode plus fiable.

Voilà, BCBC*.

Matthieu

------------------
*Bons Cieux Bien Cléments

[Ce message a été modifié par MatP (Édité le 28-08-2003).]

[Norbert 3]

La mesure de l'effet Doppler n'est pas la seule méthode permettant d'estimer la distance d'un objet lointain.
C'est plutot celle qu'on emploie en dernier recours, quand on n'a plus rien d'autre.
Il en existe bien d'autres, à commencer par la relation période-luminosité des Céphéïdes.
Je vous propose cette page http://nrumiano.free.fr/Fgalax/distance.html pour un premier aperçu des méthodes utilisables.

[Matthieusibon 0]

D'autant plus que M31, etant attachée gravitetionnellement dans l'Amas local à la Voie LActée, l'association Relation de Hubble / Doppler ne marche absolument pas (M31 n'est pas soumise à une relation proportionnelle entre sa vitesse et sa distance...en plus elle s'approche de nous..encore pire...lol)

Pour des objets a la fois trop proches pour utiliser la relation d'hubble et la mesure de parallaxe/triangulation (c'est le cas de la galaxie d'andromede !), les seules methodes consistent à mesurer la magnitude apparente d'objet dont on connait la magnitude absolue.
Par exemple :
- les cepheides dont on connait la magnitude asbolue (on la deduit de la periode de
variation)
- les novae et supernovae dont la magnitude absolue est deduite de leur type et courbe de lumiere
- les amas globulaire pour lesquels on part du postulat (un peu grossier) "ils ont tous la meme taille"
- ...Etc

En resumé...pour M31, ce n'est ni avec V=HD, ni par parallaxe qu'on mesure la distance, mais par mesure de la luminosité apparente de jalons lumineux dont la luminosité instrinseque est connue empiriquement (plus ou moins finement !)

A+

MAtthieu

[mrstranger 0]

Salut Boystar,

Tout est dit, mais je me demande comment tu vas le dire à ton neveu ;o)

Il a quel age ?

[Matthieusibon 0]

Je l'explique tel que regulierement a des enfants de 7 ou 8 ans de la facon suivante :

"une bougie fait toujours la meme lumiere.
Tu remarqueras qu'une bougie, plus elle est loin, moins tu la vois briller.
Met une bougie assez loin (au fond du jardin par exemple) et regarde comment elle brille de la ou tu es.
La prochaine fois que tu verras briller une bougie comme ca, tu sauras a quelle distance elle est.

Dans le ciel, il y a des sortes d'etoiles qui sont comme les bougies (mais en bien plus gros).
C'est exactement la meme chose pour savoir si elle est lointaine ou proche"

[Ce message a été modifié par Matthieusibon (Édité le 28-08-2003).]

[mrstranger 0]

Et pour la formule de Hubble ? Comment l'expliquerais-tu ?

Bien à toi
Alain

[Matthieusibon 0]

A part la methode Reeves avec le ballon qu'on gonfle, et la sirene du camion de pompier qui dopplerise...je vois pas

[Zorglub 0]

Mais la magnétude absolue des céphéides, comment ils ont vérifié cette théorie ?

Trop drôle pour les amas globulaires.

En fait, ce sont des hypothèses.
Ca sens pas trop la science exacte ca

[Ce message a été modifié par Zorglub (Édité le 28-08-2003).]

[MatP 3]

Désolé, j'ai répondu à côté : pour la Galaxie d'Andromède, la loi de Hubble n'est en effet d'aucune utilité (vu qu'elle fait partie du Groupe Local).
C'est en effet la méthode des céphéides qui a été utilisée.
Après quelques recherches, j'ai même vu que le satellite Hipparcos avait fait des mesures plus précises (grâce aux parallaxes) concernant la relation période/magnitude absolue des céphéides, ce qui a permis d'évaluer plus précisément l'éloignement des céphéides de la Galaxie d'Andromède.

[Ce message a été modifié par MatP (Édité le 29-08-2003).]

[cathie 0]

Merci Matthieu pour l'histoire de la bougie au fond du jardin... ça m'éclaire plus que les formules mathématrix

Cathie

[Mezzo 8 803]

Oui c'est sympa quand Matthieu tient la chandelle !

Okaaayyy , je disparaaaaiiis ....

[Matthieusibon 0]

Zorglub...rien de fumeux la dessus :

il se trouve que certaines cepheides sont assez proches pour mesurer leur distance par parallaxe.
On connait la distance d'un petit stock de cepheides, on connait leur magnitude apparente, on connait leur periode de variation.

A partir de ca, on connait leur magnitude absolue (normal puisque qu'on connait leur magnitude apparente et leur distance)

Eh ben il se trouve qu'on a constaté que la magnitude absolue etait liée à la périodicité.

Resultat, pour M31 par exemple : tu observes des cepheides
- tu mesures leur periodicité
- tu mesures leur magnitude apparente
- tu en deduis leur distance au sein de M31
- tu en deduis la distance de M31

Chaque etape est très logique (rien de fumeux !).
La seule chose contestable est la precision de la mesure (mais depuis Hipparcos (encore un cocorico alsacien...lol)...la parallaxe des cepheides proches est très bien connue !)

A+

[Bruno- 3 978]

On peut ajouter que le comportement des céphéides est de plus prévu par la théorie. Lorsque certaines étoiles deviennent instables (là je résume abusivement...) elles se mettent à pulser (en luminosité, mais aussi en diamètre). Plus elles sont grosses, plus elles pulsent de façon ample (ça n'est pas illogique, non ?) et donc plus leur période est longue. Les céphéides les plus brillantes sont effectivement celles de plus grande période.