Crêpe de Zeldovitch

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La notion théorique de crêpe de Zeldovitch se rapporte à une condensation gazeuse issue d’une fluctuation de la densité primordiale ayant suivi le Big Bang. En 1970, Iakov Zeldovitch montra que pour un ellipsoïde gazeux d’échelle supergalactique, on pouvait recourir à une approximation permettant de modéliser que l’effondrement de la matière se produit plus rapidement selon le petit axe, ce qui donne la forme résultante d’une crêpe[1].

Cette approximation suppose que l’ellipsoïde gazeux est suffisamment grand pour que l’effet de la pression soit négligeable et qu’il suffise de considérer l’attraction gravitationnelle. C’est-à-dire que l’effondrement du gaz n’est pas perturbé par une pression extérieure significative. Cette supposition est valable spécialement si l’effondrement s’est produit avant l’ère cosmologique de la recombinaison qui a résulté de la formation des atomes d’hydrogène[2].

En 1989, Zeldovitch et S. F. Shandarin ont montré que le dépassement initial de la densité de fluctuation de champs gaussiens aléatoires a pour résultat une « crêpe dense, des filaments et un agglomérat compact de matière. »[3]. Ce modèle est connu sous le nom de modèle descendant de formation galactique, dans lequel les fragmentations de condensations supergalactiques deviennent des protogalaxies[4]. La formation de concentrations planes comprimerait le gaz par des ondes de choc générées pendant l’effondrement, en augmentant la température[5].

À un niveau supérieur, l’effondrement des plus grandes structures selon l’Approximation de Zeldovitch sont connue sous le nom de « crêpes de seconde génération », ou « supercrêpes ». À un niveau encore supérieur, il existe une transition vers un modèle de regroupement hiérarchique dans lequel existe une hiérarchie des structures d’effondrement. L'Approximation de Zeldovitch Tronquée a permis l’application de la méthode à ces modèles hiérarchiques de structures cosmologiques, ou modèles montants. Cette approche tronque le spectre de fluctuation de loi de puissance à de grandes valeurs de k avant d’appliquer l’Approximation de Zeldovitch[6]. On a également montré que l’Approximation de Zeldovitch s’applique dans le cas d’une constante cosmologique différente de zéro[7].

Le premier exemple d’une crêpe de Zeldovitch a peut-être été identifié en 1991, par le Very Large Array au Nouveau-Mexique[8],[9].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Malcolm Sim Longair, Galaxy Formation, Springer,‎ 2007, 475–476 p. (ISBN 3540734775)
  2. (en) Y. B. Zeldovich, « Gravitational instability : an approximate theory for large density perturbations », Astronomy and Astrophysics, vol. 5,‎ 1970, p. 84–89 (Bibcode 1970A&A.....5...84Z, résumé)
  3. (en) Sergueï F. Shandarin et Ya. B. Zeldovich, « The large-scale structure of the universe: Turbulence, intermittency, structures in a self-gravitating medium », Reviews of Modern Physics, vol. 61, no 2,‎ 1989, p. 185–220 (DOI 10.1103/RevModPhys.61.185, résumé)
  4. (en) Kandaswamy Subramanian et Govind Swarup, « A cluster of protogalaxies at redshift 3.4 ? », Nature, vol. 359, no 6395,‎ 1992, p. 512-514 (DOI 10.1038/359512a0, résumé)
  5. (en) Rashid Alievich Sunyaev et Y. B. Zeldovich, « Formation of Clusters of Galaxies; Protocluster Fragmentation and Intergalactic Gas Heating », Astronomy and Astrophysics, vol. 20,‎ août 1972, p. 189–200 (Bibcode 1972A&A....20..189S, résumé)
  6. (en) Jennifer L. Pauls et Adrian Lewis Melott, « Hierarchical pancaking : why the Zel'dovich approximation describes coherent large-scale structure in N-body simulations of gravitational clustering », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 274, no 1,‎ mai 1995, p. 99–109 (Bibcode 1995MNRAS.274...99P, résumé)
  7. (en) John David Barrow et Guenter Goetz, « Newtonian no-hair theorems », Classical and Quantum Gravity, vol. 6,‎ septembre 1989, p. 1253–1265 (DOI 10.1088/0264-9381/6/9/010)
  8. (en) John Noble Wilford, « Giant 'Pancake' Is Clue To Origin of Universe », The New York Times,‎ 10 décembre 1991 (lire en ligne)
  9. (en) Juan M. Uson, Durgadas S. Bagri et Timothy J. Cornwell, « Radio detections of neutral hydrogen at redshift Z=3.4 », Physical Review Letters, vol. 67, no 24,‎ 09-12-1991, p. 3328–3331 (PMID 10044706, DOI 10.1103/PhysRevLett.67.3328, résumé)