Un effet Doppler est défini comme un changement de fréquence de la lumière ou du son lorsqu'un objet se rapproche ou s'éloigne d'un observateur. Edwin Hubble a observé en 1929 que les galaxies semblent en moyenne s'éloigner de nous (voir la figure ci-dessous), ce qui pourrait indiquer que l'univers est en expansion, un effet connu sous le nom de loi de Hubble.
Une augmentation de la longueur d'onde de la lumière due à l'éloignement d'un objet se manifeste par un décalage vers l'extrémité rouge du spectre optique et est donc appelée par les astronomes « décalage vers le rouge ».
Dans la cosmologie standard, en raison directe de la loi de Hubble, le décalage vers le rouge est également considéré comme un indicateur de distance.
La mesure récente de précision du fond diffus cosmologique est expliquée par le modèle standard comme la lumière la plus ancienne de l'univers et par une autre méthode (étoile la plus brillante), la bougie standard, pour soutenir l'idée que l'expansion de l'univers est plus rapide que ce que les astronomes attendaient à l'origine, sur la base de la compréhension du modèle standard des conditions initiales et de l'évolution ultérieure de l'univers.
De nombreux aspects de cette évolution ne sont pas entièrement compris. Cela inclut la valeur réelle du paramètre de Hubble, et comme cette constante présumée est fondamentale pour la cosmologie standard, le débat prolifique et continu sur sa valeur est appelé par euphémisme par ses partisans la « tension de Hubble ». D'un autre côté, les cosmologistes alternatifs sont libérés de cette énigme inutile et auto-imposée.
Décalage vers le rouge quantifié
Les scientifiques alternatifs ne sont pas d'accord avec le concept d'expansion de l'univers, en partie à cause de multiples découvertes selon lesquelles les objets extragalactiques présentent une périodicité de décalage vers le rouge, également connue sous le nom de quantification du décalage vers le rouge, qui est caractérisée par la tendance des objets distants, en particulier les galaxies et les quasars , à se regrouper autour de multiples linéaires ou logarithmiques d'une valeur particulière de décalage vers le rouge.
Dans les modèles cosmologiques inflationnistes standards, le décalage vers le rouge des corps cosmologiques est attribué à l'expansion de l'univers, un décalage vers le rouge plus important indiquant une plus grande distance cosmique par rapport à la Terre (loi de Hubble) et appelé décalage vers le rouge « cosmologique ».
Le décalage vers le rouge quantifié des objets cosmologiques indiquerait soit qu'ils sont physiquement disposés selon un modèle quantifié, soit qu'il existe un mécanisme inconnu pour le décalage vers le rouge qui n'est pas lié à l'expansion cosmique et qui est plutôt qualifié d'« intrinsèque » ou de « non cosmologique ».
William G. Tifft a observé la périodicité des décalages vers le rouge des galaxies et, selon Halton Arp et Geoffrey Burbidge, les disparités de décalage vers le rouge dans les quasars sont dues à une composante intrinsèque inhérente à un processus évolutif.
Observation et décalage vers le rouge anormal
Depuis 1966, certains scientifiques ont affirmé que le décalage vers le rouge n'était pas seulement dû à un effet Doppler. Hoyle et Narlikar (1966) ont observé une association physique apparente de quasars et de galaxies mais avec des décalages vers le rouge différents, comme l'illustre un quasar avec z = 2,114 très proche du noyau de la galaxie NGC 7319 avec z = 0,022.
Comme indiqué dans notre article, publié dans Research in Astronomy and Astrophysics , Halton Arp a observé de nombreux cas de paires de ce type, et il existe un cas notable observé directement par Lopez-Corredoira et Gutierrez (2004) avec deux quasars reposant sur un filament qui relie deux galaxies - les quatre objets ont des décalages vers le rouge différents les uns des autres.
D'autre part, la cosmologie standard utilise la lentille gravitationnelle pour expliquer l'association physique apparente des paires quasar-galaxie, un phénomène dans lequel la lumière d'un objet d'arrière-plan est courbée en raison de la gravité d'un objet intermédiaire de premier plan ayant une masse très importante.
La galaxie GNz7q récemment observée est une galaxie poussiéreuse à sursaut de formation de formation d'où émerge apparemment un quasar lumineux, une situation qui n'est pas cohérente avec la présence d'un trou noir central encore jeune dans une phase moins massive à décalage vers le rouge élevé.
On estime que GN-z11 n’a que 70 millions d’années, mais il s’agit d’une galaxie de seconde génération, moyennement massive et dépourvue de métaux. Le JWST a observé un trou noir supermassif 200 millions d’années après le Big Bang, ce qui soulève la question de savoir comment ce trou noir supermassif s’est formé si rapidement juste après la naissance de l’univers. De nombreuses autres observations soulèvent des questions fondamentales sur la formation et l’évolution des galaxies et des quasars.
Les observations récentes du JWST et d'autres télescopes violent le principe fondamental de la cosmologie standard selon lequel l'univers est en moyenne homogène et isotrope. Sont également violées les prédictions du modèle standard concernant le décalage vers le rouge élevé, la luminosité élevée, la métallicité et l'évolution du carbone dans l'univers primitif, y compris la présence de grands objets filamentaires, de galaxies comme la Voie lactée et de morphologie inattendue d'objets à décalage vers le rouge élevé et faible.
Physique du décalage vers le rouge quantifié
L'hypothèse de masse variable de Hoyle-Narlikar fournit un cadre dans lequel les quasars sont éjectés des noyaux galactiques, en commençant par une faible masse et un décalage vers le rouge élevé , en extrayant l'énergie du système environnant et, au fil du temps, en augmentant en masse et en diminuant en décalage vers le rouge, le décalage vers le rouge étant lié à la masse plutôt qu'à la distance.
La diffusion multiple dynamique est une autre théorie qui pourrait expliquer les décalages vers le rouge dépendant des caractéristiques environnementales. Dans des conditions de laboratoire, un décalage vers le rouge a été observé entre deux objets stationnaires, où aucun décalage Doppler n'est attendu en raison des caractéristiques du milieu dans lequel les expériences ont été réalisées.
Conclusion
Dans cet article , nous avons utilisé une méthode basée sur la décomposition en valeurs singulières pour l'analyse des données. Nous avons décrit dans notre article précédent que la SVD est robuste par rapport à la méthode standard qui consiste à utiliser un périodogramme pour effectuer une estimation de la périodicité dans des ensembles de données bruyants ou quasi-périodiques.
Nous avons analysé plusieurs types différents de données de décalage vers le rouge, avec des quasars seuls, des galaxies seules ou des paires quasar-galaxie, toutes les données provenant à l'origine du Sloan Digital Sky Survey ou du Two-degree Field (2dF). Nos analyses montrent que le décalage vers le rouge comprend dans certains cas une composante intrinsèque élevée qui n'est certainement pas d'origine cosmologique, en contradiction totale avec les interprétations conventionnelles de la luminosité des quasars et de la métallicité, de la taille, de la structure et de la morphologie des galaxies.
En ce qui concerne les observations récentes sur les décalages vers le rouge extragalactiques, la cosmologie alternative confirme ses prédictions dans des cas qui, autrement, produisent des divergences lorsque les préceptes de la cosmologie standard sont appliqués.
Il est nécessaire de disposer de preuves d’observation pour valider tout modèle. Ainsi, les données d’observation telles que la périodicité du décalage vers le rouge d’une paire galaxie-quasar posent un nouveau défi à l’astronomie observationnelle pour les objets extragalactiques et l’hypothèse du Big Bang.
Cet article fait partie de Science X Dialog, où les chercheurs peuvent présenter les résultats de leurs articles de recherche publiés.
Plus d'informations : Arindam Mal et al., Quantized Redshift and its Significance for Recent Observation, Recherche en astronomie et astrophysique (2024). DOI : 10.1088/1674-4527/ad6db5
Par Arindam Mal et Sisir Roy
Arindam Mal est un scientifique de l'Organisation indienne de recherche spatiale à Ahmedabad, en Inde. Il s'intéresse à la cosmologie, à l'instrumentation de précision et à l'analyse de données.
Sisir Roy est professeur et Senior Homi Bhabha Fellow à l'Institut national des études avancées de Bangalore, en Inde. Ses domaines d'intérêt sont la cosmologie, la physique quantique, la conscience et les neurosciences.
