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Pré-Publication, Document De Travail Année : 2023

On the observation of distant objects in general relativity and its implications in cosmology

L'observation d'objets lointains en relativité générale et ses implications en cosmologie

Théophile Caby
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1031483

Résumé

We carry out a careful analysis of the notion of observation of distant objects in a curved static universe. To this end, we introduce an observer-based representation referential endowed with a Euclidean structure, and postulate that all measurement are performed with respect to this reference frame. For a universe of constant positive spatial curvature, this causes a distortion of metric quantities which grows with the distance to the observer. In this context, the redshift of cosmological objects is not caused by their recessions, but instead by the spatial curvature along the trajectory of photons from the emitting source to the observer. Applying these considerations to the Einstein's static universe, we obtain a redshift/distance relationship that is consistent with cosmological measurements. We show that this effect also explains the existence of a Cosmic Microwave Background whose characteristics agree with the observations of the Planck mission. Furthermore, this model predicts the abundance of well-formed galactic structures in the high redshift universe, which were recently detected by the JWST.
Nous effectuons une analyse minutieuse de la notion d'observation d'objets distants dans un univers courbe et statique. Pour cela, nous introduisons un référentiel de représentation centré sur l'observateur et doté d'une structure euclidienne, et postulons que toutes les mesures sont effectuées par rapport à ce référentiel. Pour un univers de courbure spatiale positive, cela provoque une distorsion des grandeurs métriques qui croît avec la distance à l'observateur. Dans ce contexte, le décalage vers le rouge des objets cosmologiques n'est pas causé par leurs récessions, mais plutôt par la courbure spatiale le long de la trajectoire des photons de la source à l'observateur. En appliquant ces considérations à l'univers statique d'Einstein, nous obtenons une relation redshift/distance cohérente avec les mesures cosmologiques. Nous montrons que cet effet explique également l'existence d'un fond diffus cosmologique dont les caractéristiques concordent avec les observations de la mission Planck. De plus, ce modèle prédit l'abondance de structures galactiques bien formées dans l'univers à redshift élevé, qui ont été récemment détectées par le JWST.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-02149955 , version 3 (22-04-2021)
hal-02149955 , version 4 (17-04-2023)
hal-02149955 , version 5 (19-12-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02149955 , version 5

Citer

Théophile Caby. On the observation of distant objects in general relativity and its implications in cosmology. 2023. ⟨hal-02149955v5⟩
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