15 – Calcul des grandes distances cosmiques et de la constante de Hubble
         On conserve les notations de la page précédente. Le but de ce paragraphe est de calculer la distance actuelle de la source S à un observateur O. Le rayon actuel de l’univers vaut (cf. page 10)   :  ρ = R.sin(t0/R) où to est l'âge actuel de l'univers.
          L’hyperplan de E2 qui contient la position actuelle de notre univers SIGMA(tau) est orthogonal à l’axe alpha-omega et réalise donc une section droite de l’angle dièdre formé par les méridiens de S et de O ; cette section droite est précisément formée par les rayons de SIGMA(tau) qui joignent son centre aux positions actuelles de S et de O et dont l’angle vaut donc j. On en déduit que la distance actuelle d de S à O, c’est-à-dire la longueur de l’arc de cercle qui est  le plus court chemin reliant S et O dans SIGMA(tau), est :
d = ρ.j = j. R.sin(t0/R).

Considérons la fonction numérique psi de 3 variables réelles t0, R, Z définie par le programme  suivant :

tS = R.Arcsin[sin(t0/R)/(Z+1)]     [cf formule (14,2)]
j = Ln[tg(t0/2R)] – Ln[tg(tS/2R)     [cf formule (14,1)]
d = j.R.sin(t0/R)
psi(t0, R, Z) = d    

Il est clair que, si t0 est l’âge actuel de l’univers et R le rayon de l’éther,  psi(t0, R, Z) représente la distance actuelle d à notre galaxie d’une source éloignée S dont la lumière présente le décalage spectral Z. Ce calcul nécessite la connaissance, en plus de l'âge actuel de l'univers to pour lequel la valeur 13.8 semble faire consensus, la valeur R du rayon de l'éther.


Calcul de la constante Ho de Hubble
L’effet Doppler-Fizeau  relativiste fournit la relation : Z+1 = racine carrée de (c+v)/(c-v)  (Z = décalage spectral, v = vitesse d’éloignement de S par rapport à O, c = vitesse de la lumière)
En posant u  = (Z+1)²
on trouve v = c.(u-1)/(u+1)
Ho = v/d (km/s)/Mpc )

On sait que 2 valeurs de Ho divisent les cosmologistes :
- la valeur 67.8 issue du CMB par Planck 
- la valeur 73.5 calculée par l'équipe Riess


 En effectuant le calcul de Ho selon le programme précédent pour un très grand nombre de valeurs possibles du couple (Z, R), on constate que les valeurs trouvées sont, en moyenne, plus proches de la valeur 67.8 que de la valeur 73.5 et qu'il est possible de choisir une valeur du rayon R de l'éther pour trouver très précisément la valeur 67.8 pour les petites valeurs de Z.


Calcul de Ho sur EXCEL  Dans une feuille EXCEL entrer :

dans A3  to = 13.8 Ga puisque ce
 nombre semble faire  consensus pour l’âge actuel de l’univers.
dans B3  le rayon R de l’éther soit 37 Gal  (cette valeur sera justifiée ci-après)
dans A7  Z (par ex 0.005)
dans B7  [=$B$3*ASIN(SIN($A$3/$B$3 )/(A7+1) )]  (calcul de ts)
dans C7  [=LN( TAN($A$3/(2*$B$3)))-LN( TAN(B7/(2*$B$3))) ] (calcul                  de j)
dans D7  [= C7*$B$3*SIN($A$3/$B$3)](calcul de d en Gal)
dans E7  [=D7/0,003262]  (calcul de d en Mpc)
dans F7  [=(A7+1)*(A7+1)]  c’est-à-dire  u = (Z+1)²
dans G7  [=(300000*(F7-1)/(F7+1)) ] (vitesse v d’expansion de l’univers)
dans H7  [= G7/E7] qui donne  la valeur correspondante de la constante                  H de Hubble (apparait le nombre 67.62)
dans I7   [=ABS(H7- 67.8)] (apparait le nombre 0.18)

Détermination du rayon R de l'éther.
1)  Dans A8 entrer  [= A7 + 0.005] et recopier cette formule jusqu’à la cellule A91  (valeurs de Z de 5 millièmes en 5 millièmes)
2)  Recopier les cellules B7,C7,D7,E7,F7, G7,H7,I7 jusqu’à la ligne 91
3)  Calculer le nombre N de différences de la colonne I qui sont inférieures à 0.05 :
   - dans J7 entrer [=SI(I7<0.05;1;" ")] et recopier cette cellule jusqu’à J91
   - dans J6 entrer [= SOMME(J7:J103)] : le nombre N y apparait

   En effectuant  ce calcul pour plusieurs valeurs de R, j’ai obtenu
 R =   36    36.5   37   37.5   38   39   40     41     45     50     60     70
 N =    0      12     28    13     8     4     4      3       3       3       2       2

        On constate que c’est la valeur 37 qui se distingue en fournissant :
          - le plus grand  nombre de valeurs de H différant du nombre 67.8  de moins de 0.05 
         - et donc le meilleur accord de mon calcul avec ce nombre 67.8.  

         C’est donc cette valeur 37.0 qui doit être considérée comme le rayon R de l’éther et c’est en utilisant cette valeur que j’ai construit le tableau de la page d'accueil qui appelle les remarques suivantes :

- pour les Z < 0.22 ,  Ho peut être considérée comme une constante dont le nombre 67.8 est une valeur approchée avec une incertitude < 0.21 soit 3 ‰
- mais, pour les plus grandes valeurs de ZHo ne peut plus être considérée comme une constante puisqu'elle devient une fonction décroissante de Z et donc une fonction croissante de l'âge ts de l'univers.
             Ces résultats sont en plein accord avec l'accélération observée de l'expansion de l'univers, accélération qui trouve donc son origine dans la structure même de l'univers décrite à la page 10.


       Remarque -  En effectuant le calcul précédent de Ho pour un très grand nombre de valeurs possibles du couple (Z, R), on constate que les valeurs trouvées sont toutes inférieures à 70.91, ce qui exclut la valeur 73.48 donnée par l’équipe de Riess (Noter cependant que ce maximum 70.91 remonte à 71.43 si to = 13.7 et à 71.95 si to = 13.6).