Mesure des distances en cosmologie

En cosmologie physique, la mesure des distances cosmologiques consiste à fournir la valeur d'une - ou un équivalent - entre deux objets ou évènements de l'Univers. On utilise souvent les mesures pour lier des quantités observables telles que la luminosité d'un quasar éloigné, le décalage vers le rouge d'une galaxie ou encore la dimension angulaire des pics acoustiques du spectre du fond diffus cosmologique, à une autre quantité qui n'est pas directement observable, mais est plus facile à calculer telles que les coordonnées comobiles des quasars, des galaxies, etc. La mesure des distances ainsi considérée se réduit finalement à la notion commune de distance euclidienne, donc à faible décalage vers le rouge. Conformément à l'avancement des connaissances en cosmologie, on calcule ces mesures dans le contexte de la relativité générale, dans lequel c'est la métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker qui décrit l'Univers. Il existe différentes méthodes de mesure, selon les objets considérés et les données qu'il est possible de considérer à leur sujet : la distance en diamètre angulaire constitue une bonne indication (spécialement dans un univers plat) de la proximité à laquelle se trouvait un objet astronomique lorsqu'il a émis la lumière vue par un observateur terrestre ; la distance de luminosité s'appuie sur la quantité de lumière reçue d'un objet, en rapportant sa magnitude absolue () à sa magnitude apparente () ; la distance comobile entre deux points est mesurée le long d'un chemin défini selon le temps cosmologique présent ; la distance cosmologique propre entre deux points est mesurée le long d'un chemin défini selon un temps cosmologique constant. Il faut distinguer la distance cosmologique propre de la notion plus générale de longueur propre ou distance propre ; le temps de voyage de la lumière ou temps de regard vers le passé mesure la durée depuis laquelle la lumière a quitté un objet d'un décalage vers le rouge donné ; la distance de voyage de la lumière est égale au temps de voyage de la lumière multiplié par la vitesse de la lumière.