Chapitre 8
Le décalage spectral z - Prédiction théorique de la Constante Ho de
Hubble
Le décalage spectral des galaxies lointaines est
interprété, dans le modèle du Hot Big Bang, comme un effet Doppler ou un effet
cosmologique dû à l'expansion de l'univers. Conformément à son hypothèse de
travail, le modèle temporaliste l'interprète comme un phénomène quantique,
temporel et non cosmologique et spatial. Selon le modèle temporaliste, le
décalage spectral z des photons qui voyagent dans l'espace est le résultat (en
dehors de toute interaction extérieure) de l'influence de l'asymétrie du temps,
ou de la constante temporaliste To, sur les paramètres des photons.
Lorsqu'un photon est émis par une source lumineuse
lointaine, un électron optique d'atome dans une étoile par exemple, il se
propage dans l'espace. Son énergie est caractérisée par sa fréquence de
vibration : E = h w (avec E énergie, h constante de Planck, w fréquence). Selon le modèle
temporaliste, et contrairement à la formulation classique, l'existence de la
constante To impose et implique que cette énergie ne soit pas stable. Elle
évolue de même que les paramètres qui lui sont liés. Si la durée de propagation
est t, la perte d'énergie Å E sera telle que E - E' / E = t / To (avec E
énergie émise et E' énergie reçue). Si le photon perd de l'énergie (comme dans
l'effet Compton), on en déduit les modifications de longueur d'onde : z = y' - y / y = v / c = t
/ To (avec z décalage spectral, y longueur d'onde émise, y' longueur d'onde observée, v vitesse de la galaxie dans
l'effet Doppler, c vitesse de la lumière).
Nous examinerons, dans le chapitre 9, le paramètre
de variation énergétique du photon E - E' / E = t / To et ses conséquences.
Nous étudions ici, plus précisément, le décalage de la longueur d'onde y du photon, impliqué par l'existence de la constante To et
tel qu'il apparaît dans le décalage spectral des galaxies lointaines. Un photon
émis dans une galaxie lointaine à l'instant Te se propage dans l'espace et
atteint l'observateur à l'instant Tr, dans le référentiel lié à l'observateur.
Ce photon se propage pendant une durée Tr - Te = distance de la galaxie / c =
t. Le décalage de longueur d'onde du photon z est égal à t / To. Nous constatons
immédiatement que cette formulation du décalage des longueurs d'onde
s'apparente à la formulation de l'effet Doppler radial z = vr/c (avec vr
vitesse radiale). Dans le modèle temporaliste, la variation de la longueur
d'onde d'un photon est proportionnelle au rapport entre la durée de propagation
du photon et la constante To. Dans l'effet Doppler radial, la variation de la
longueur d'onde du photon est proportionnelle au rapport entre la vitesse
radiale de la source lumineuse (par rapport à l'observateur) et la vitesse de
la lumière. Dans les deux cas, il s'agit d'un rapport entre un paramètre (durée
ou vitesse) et la constante physique limitative de ces paramètres To ou c.
Toutefois, dans les deux cas, la signification physique est très différente.
Dans l'effet Doppler ou cosmologique, la source lumineuse est en mouvement et
la longueur d'onde du photon, dans un référentiel lié au photon ne varie pas.
L'effet Doppler ou cosmologique est un effet spatial. Dans le modèle
temporaliste, l'allongement de la longueur d'onde du photon est un effet
temporaliste dû à l'existence de la constante To. La source lumineuse est
stationnaire et, dans un référentiel lié au photon, la longueur d'onde de ce
dernier s'allonge. Il s'agit d'un effet temporel ou temporaliste, l'allongement
de la durée de la vibration du photon qui se propage dans l'espace d'où celle
de sa longueur d'onde. Le "rougissement" temporaliste est considéré
comme un effet Doppler ou cosmologique, d'ordre spatial, et interprété en
récession des galaxies d'où une pseudo-vitesse rétrograde ou un "effet de
fuite" des galaxies lointaines.
On peut illustrer le décalage spectral z ou effet
temporaliste ou "effet de fuite" des galaxies en fonction de leur
distance à l'observateur (ou du temps de parcours de la radiation) :
z = vr/c (dans l'effet Doppler ou cosmologique) = t
/ To (dans l'effet temporaliste)
Dans l'effet Doppler ou cosmologique, la vitesse de
récession vaut vr = z x c. Pour un décalage spectral de 200 angströms d'une
radiation de 4000 angströms, on obtient : 200 / 4000 x 2,997925 10.8 m/sec =
1,4989 10.7 m/sec = 14.989 Km/sec.
Dans le modèle temporaliste, t = z x To = 200 /
4000 x 4,5546 10.17 sec = 2,2773 10.16 sec et l'effet de fuite vr = c x t / To
= 2,997925 10.8 m/sec x 2,2773 10.16 sec / 4,5546 10.17 sec = 1,4989 10.7 m/sec
= 14.989 Km/sec.
On peut calculer l'"effet de fuite" pour
quelques durées significatives :
Pour 1 seconde : 2,997925 10.8 m/sec x 1 sec /
4,5546 10.17 sec = 6,582 10-10 m/sec = 6,582 10-8 cm/sec.
Pour une année : 2,997925 10.8 m/sec x 3,155 10.7
sec / 4,5546 10.17 sec = 2,077 10-2 m/sec = 2,077 cm/sec.
Pour une durée correspondant à une distance de 1
Mpc : 2,997925 10.8 m/sec x 10,287 10.13 sec / 4,5546 10.17 sec = 6,771 10.4
m/sec = 67,71 Km/sec.
Selon le modèle temporaliste, l'existence de la
constante temporaliste To se manifeste, dès l'émission du photon, par un
rougissement de sa longueur d'onde, sans intervention extérieure. Le modèle
temporaliste ne nécessite pas, ainsi, pour l'explication du décalage spectral
des galaxies éloignées, les différents modèles cosmologiques d'expansion de
l'univers (FLRW).
Le décalage spectral des galaxies lointaines,
interprété en effet Doppler, est également nié par le modèle temporaliste.
L'effet Doppler z = vr / c est interprété dans le modèle temporaliste par z = t
/ To avec z décalage spectral, vr vitesse radiale, c vitesse de la lumière, t
durée de translation du photon ( ou distance / c ) and To constante
temporaliste.
Alors que dans le modèle du Hot Big Bang,
l'expansion ne commence qu'au-delà du système local de galaxies, dans le modèle
temporaliste, le décalage spectral (ou effet de fuite) se produit dès
l'émission d'un photon.
Si on applique à la loi de Hubble v (vitesse en
Km/sec) = Ho (en Km/sec/Mpc) x d (distance en Mpc) l'effet de fuite pour 1 Mpc,
nous obtenons Ho = v / d = 67,71 Km/sec / 3,084 10.19 Km (10,287 10.13 sec x
2,997925 10.5 Km/sec) = 2,195 10-18 sec soit 1 / 4,5546 10.17 sec.
La valeur de l'effet temporaliste ou "effet de
fuite" à 1 Mpc = 67,71 Km/sec et celle de Ho = 1 / 4,5546 10.17
sec (environ 14,43 milliards
d’années) ont été établies théoriquement par l'auteur en 1962.
. Les dernières données fournies par WMAP5 (2006) (Cosmological
Parameters Summary – Chapitre VI – WMAP + BAO+SN) fournissent les dernières
valeurs de H° : 70,1+-1,3 km/sec/Mpc (soit 68,8 km/sec/Mpc) et t° =
13,73+-0,12 (soit 13,85 milliards
d’années). On le voit, les
dernières données expérimentales de WMAP5 (moins précises) confirment les
valeurs théoriques (plus précises) établies par le modèle temporaliste, il y a
plusieurs décennies.
Nous n'avons pas tenu compte, dans le calcul du
décalage spectral ou de l'"effet de fuite", de la correction
relativiste. Or, aux vitesses élevées, ou plus précisément relativistes,
c'est-à-dire voisines de celles de la lumière, le décalage spectral et
l'"effet de fuite" sont différents, comme on le constate dans le
spectre des quasars éloignés. Le décalage de longueur d'onde peut être de
l'ordre de plusieurs fois la valeur originelle et l'"effet de fuite"
de plusieurs fois c.
La correction relativiste des décalages de longueur
d'onde et de la vitesse de récession des galaxies lointaines s'applique dans
l'univers en expansion. Cela tient à la vitesse limite de la lumière, postulat
accepté dans le modèle de l'univers en expansion de même que dans le modèle
temporaliste, et du ralentissement des horloges qui en découle. Toutefois, la
correction relativiste ne saurait jouer dans l'univers temporaliste car elle
concerne des sources lumineuses en mouvement à des vitesses relativistes. Dans
le modèle temporaliste, ce sont les radiations qui varient et les galaxies sont
stationnaires. L'"effet de fuite" est ici un effet apparent et ne
correspond pas à un effet Doppler aux vitesses relativistes. Le décalage relativiste,
aux grandes distances, ou aux grandes durées, demeure néanmoins un fait
expérimental. Qui ne peut s'expliquer dans le modèle temporaliste par un effet
relativiste puisque les sources lumineuses sont stationnaires. Comment peut-on
dès lors l'interpréter dans le modèle temporaliste ?
Dans le modèle de l'expansion, le décalage de
longueur d'onde z aux vitesses non-relativistes par effet Doppler radial est
donné par la formule z = vr/c. c est une vitesse dans le vide que ne peut
dépasser aucune vitesse physique. C'est une constante limitative. Dans le
modèle temporaliste, la constante To est, parallèlement, une constante
limitative des durées. Le décalage de longueur d'onde aux durées faibles est
donné par la formule z = t / To.
Aux vitesses relativistes, la relation relativiste
de l'effet Doppler radial est donnée par la formule :
y' / y = 1 + v/c / (1 - v²/c²)½ ou (c+v
/ c-v) ½
ou z = ( y' / y )) / y = (c+v / c-v) ½ - 1
avec y la longueur d'onde émise et y ' la longueur d'onde du rayonnement reçu.
La constante To correspondant à une durée limite
comme c à une vitesse limite, aux longues durées, le décalage doit être donné
par une formule différente de z = t / To. La constante temporaliste jouant
vis-à-vis du temps le même rôle de butoir que la constante c vis-à-vis de la
vitesse, le décalage de longueur d'onde aux durées temporalistes (s'approchant
de 4,55456 x 10^17 sec) doit être donné par une formule similaire à celle de la
relativité, les vitesses étant remplacées par les temps :
y' / y = 1 + t / To / (1 - t² / To²)½ =
(To +t / To-t) ½
ou z = ( y' / y )) / y = (To +t / To-t) ½ - 1
Interprété comme un effet Doppler, le décalage
spectral est considéré comme une récession des galaxies dont la valeur dépend
de la constante de Hubble Ho selon l'équation :
v = Ho D (4)
Avec v vitesse de récession, Ho constante de Hubble
et D distance de la galaxie.
Nous avons vu, un peu plus haut, que le décalage
spectral dans l'effet Doppler z = v / c est interprété dans le modèle
temporaliste par z = t / To avec z décalage spectral, v vitesse radiale, c
vitesse de la lumière, t durée de translation du photon ( ou distance / c ) et
To constante temporaliste d'où nous tirons :
z = v / c = t /
To and v = ct / To (5)
Si nous appliquons l'équation (5) à l' équation
(4), on obtient :
v = Ho x D = ct
/ To et comme D = ct, on obtient v = Ho x ct = ct / To
D'où l'on tire :
Ho = 1 / To = 1 / 4,55465 x 10^17 sec
Selon le modèle temporaliste, le décalage spectral
est dû ainsi à l'existence et l'influence de la constante quantique temporaliste
To = 4,55465 x 10^17 sec. La "pseudo-vitesse de récession" des
galaxies est seulement un "effet de fuite" interprété comme un effet
Doppler. La constante temporaliste To en donne la valeur théorique qui est
précisément celle qui est mesurée dans les observations des décalages spectraux
des galaxies éloignées.
On peut ainsi calculer la "pseudo-vitesse de
récession" des galaxies à une distance de 1 Mpc, selon l'équation ( 4 ) :
v = Ho D = 2,997925 x 10 ^ 10 cm/sec x 10,287 x 10
^ 13 sec / 4,55465 x 10 ^ 17 sec. = 6,771 x 10 ^ 6 cm/sec = 67,71 Km/sec/Mpc.
En 1929, estimée par Hubble à 500 Km/sec/Mpc, la
"pseudo-vitesse de récession" des galaxies converge aujourd'hui (
après des décennies et plus de 153.000 observations de décalages spectraux par
la NASA ) vers la valeur de 67,71 Km/sec/Mpc établie théoriquement en 1962
par l'auteur. Cette valeur théorique a été obtenue par des considérations
purement physiques, indépendamment de toute donnée astronomique, ce qui
consolide sa validité.
Les dernières données
fournies par WMAP5 (2006) permettent de fixer la valeur de la constante Ho
de Hubble à 68,8 Km/sec/Mpc, ce qui confirme bien la valeur théorique
temporaliste de Ho de 67,71 Km/sec/Mpc. (Cosmological Parameters Summary –
Chapitre VI – WMAP + BAO+SN)
Les décalages temporalistes aux durées
temporalistes sont identiques aux décalages relativistes aux vitesses
relativistes. La différence essentielle entre le décalage relativiste et le
décalage temporaliste des longueurs d'onde provient de l'origine du décalage. D'un
côté, un facteur extérieur à la radiation, de l'autre, l'effet temporaliste
quantique interne à la radiation.
L'explication nouvelle du décalage spectral z des
galaxies lointaines proposée par le modèle temporaliste a naturellement des
implications cosmologiques considérables.
A la distance de 14,43 milliards d'années-lumière,
après correction temporaliste, la longueur d'onde et l'"effet de
fuite" deviennent infinis, ce qui implique une coupure dans l'espace
observable. Au-delà de cette limite, l'univers qui, physiquement, se poursuit
dans l'espace, ne nous est plus accessible. C'est l'horizon temporaliste.
Dans le modèle d'expansion de l'univers, on aboutit à un horizon cosmique du
même ordre de grandeur mais cet horizon est du genre espace alors que l'horizon
temporaliste est du genre temps. L'univers n'a de limites, pour l'observateur,
que celles que lui impose le décalage des longueurs d'onde des ondes
électromagnétiques induit par la constante temporaliste c'est-à-dire 4,55456
10.17 sec dans le temps et environ 13,65 10.25 m dans l'espace. Il serait
néanmoins hasardeux d'affirmer que les limites de l'univers observable
coïncident avec celles de l'univers.
En résumé, les décalages spectraux des galaxies
lointaines sont des phénomènes quantiques qui sont la conséquence de
l'existence du paramètre temporaliste To et non des phénomènes cosmologiques
macroscopiques conduisant à un modèle d'expansion et au Big Bang.
Le modèle temporaliste conduit, naturellement, sans
autre supposition, à proposer une gravitation à portée finie (chapitre 9).
Le chapitre 10 valide, pour des masses allant de
celle de la terre jusqu'à celles des plus grandes structures de l'univers (
superamas de galaxies, grands vides, etc...) à la relation entre leur masse et
leur rayon de gravitation.
Le modèle temporaliste propose un univers sans
commencement ni fin avec de nombreuses conséquences. Il permet de résoudre de
nombreux problèmes propres au modèle du Big Bang. Il propose une série de tests
précis susceptibles de le confirmer ou de l'infirmer ( chapitre 11 ).
Nous verrons dans les conclusions que le paradoxe
d'Olbers ainsi que de nombreuses difficultés du modèle du Hot Big Bang trouvent
leur solution naturelle dans l'optique d'un univers temporaliste. Celui-ci se
présente, cosmologiquement, comme un univers spatial relativement statique mais
temporellement, dynamique et évolutif.
Suite : 9 La gravitation temporaliste
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