Aujourd'hui, nous parlerons de Compacité (astronomie), un sujet qui a suscité un grand intérêt et un grand débat ces derniers temps. Compacité (astronomie) est une problématique qui touche les personnes de tous âges, sexes et classes sociales, car elle touche divers domaines de la vie quotidienne. Tout au long de cet article, nous explorerons différentes perspectives et aspects liés à Compacité (astronomie), en analysant ses conséquences possibles, ses implications et ses solutions possibles. Afin d'offrir une vision holistique de Compacité (astronomie), nous approfondirons son origine, son évolution et son influence sur la société actuelle. Rejoignez-nous dans ce voyage pour mieux comprendre Compacité (astronomie) et son impact sur notre monde !
La compacité d'un objet céleste exprime l'intensité du champ gravitationnel qui lui est associé. Lorsque la compacité d'un objet céleste est élevée, cet objet est dit objet compact ou ultracompact. Le champ gravitationnel qui lui est associé est dit champ gravitationnel fort. Un tel objet et son champ gravitationnel ne peuvent être décrits que dans le cadre de la relativité générale. Les effets relativistes sont si importants que l'approximation des champs faibles, correspondant à la description newtonienne de la gravitation, cesse de leur être applicable.
D'après ce qui précède, on peut déterminer la compacité d'un objet A en connaissant celle d'un objet B (référence), des rayons et et des masses et de A et B respectivement. On a alors simplement :
.
À masse constante, la compacité est inversement proportionnelle au rayon.
À rayon constant, la compacité est proportionnelle à la masse.
Modèle utilisé : densité correspondant à la densité critique et rayon (réel) de 45 milliards d'années-lumière. Masse calculée à partir de cette densité et de ce rayon.
Le rayon de Schwartzschild d'un objet est, par définition, le rayon de l'horizon d'un trou noir de Schwartzschild de même masse. Par construction, le rayon de l'horizon d'un trou noir de Schwartzschild est donc aussi son rayon de Schwarzschild et, par suite, sa compacité vaut donc 1/2.
En remplaçant la densité critique par son expression en fonction de la constante de HubbleH, il vient :
.
La taille de l'univers visible étant de l'ordre du rayon de Hubblec / H (voir Horizon cosmique), la compacité est de l'ordre de 1. Elle est même supérieure à 1, la taille de l'univers observable étant en réalité bien plus grande que le rayon de Hubble, l'expansion de l'Univers ayant éloigné de nous les objets célestes bien au-delà de la distance à laquelle nous les voyons. Par ailleurs, il faut noter que la taille de l'univers observable est elle-même variable, en constante expansion, son rayon augmentant par construction à la vitesse c. Le fait que la compacité de l'univers soit de l'ordre de 1 est intimement lié au fait que du fait de l'expansion de l'Univers, celui-ci possède souvent un horizon, et par certains côtés présente certaines propriétés communes avec un trou noir.
Notes et références
↑Entrée « compacité (2) », dans Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Université, , p. 92, en ligne sur books.google.fr
↑Frédéric Vincent (thèse de doctorat en astronomie et astrophysique, dirigée par Guy Perrin et Éric Gourgoulhon et soutenue publiquement le 8 juillet 2011 à l'observatoire de Meudon), Étude d'effets relativistes en champ gravitationnel fort : Simulations d'observations du centre galactique par l'instrument GRAVITY, Paris, Observatoire de Paris, coll. « École doctorale Astronomie et Astrophysique d'Île-de-France », 236 p. (résumé, lire en ligne ), p. 15, lire en ligne sur hal-univ-diderot.archives-ouvertes.fr (consulté le 8 juillet 2014)
↑(de) Entrée « Kompaktheit » dans (consulté le 7 juillet 2014)
↑ a et b(en) Rémi Hakim, An Introduction to Relativistic Gravitation, Cambridge, Cambridge University Presse, , p. 95, lire en ligne sur Google Livres (consulté le 7 juillet 2014)
Éric Gourgoulhon, Relativité générale (cours d'introduction à la relativité générale donné en 2e année du master recherche « Astronomie, astrophysique et ingénierie spatiale » de la Fédération des enseignements d'astronomie et d'astrophysique d'Île-de-France, année universitaire -), Paris, observatoire de Paris, , 1 vol., 341, fig., 21 × 29,7 cm (lire en ligne ), chap. 3, sect. 3.2, § 3.2.3 (« Paramètre de compacité »), p. 56-58.