L'univers observable fait référence à la région de l'espace qui nous est visible en raison des limitations de la vitesse de la lumière. C'est la partie de l'univers qui peut être observée depuis la Terre à l'aide de télescopes et d'autres instruments.

Le calcul du volume de l'univers observable implique plusieurs hypothèses et mesures :

1. Vitesse de la lumière et âge de l'univers :

Nous supposons que l’univers s’est étendu à un rythme constant depuis le Big Bang. La vitesse de la lumière limite la distance que la lumière peut parcourir dans le temps. L’univers observable est le volume que la lumière aurait pu parcourir depuis le Big Bang.

2. Constante de Hubble :

La constante de Hubble (H0) est une mesure du taux d'expansion de l'univers. Elle est déterminée en observant le redshift des galaxies lointaines et en mesurant leur vitesse de récession. La constante de Hubble permet d'estimer la distance à ces galaxies.

3. Distance de déplacement :

La distance de déplacement (dC) est une mesure de distance qui prend en compte l'expansion de l'univers au fil du temps. Elle est définie comme la distance qu'aurait un objet si l'univers n'était pas en expansion. La distance de déplacement jusqu'à une galaxie est calculée à l'aide de son redshift et de la constante de Hubble.

4. Volume sphérique :

Nous approchons la forme de l’univers observable comme une sphère centrée sur la Terre. Le volume d'une sphère est donné par la formule V =(4/3)πr^3, où r est le rayon.

5. Rayon de l'univers observable :

Pour calculer le rayon de l'univers observable, nous utilisons la relation entre la distance de déplacement et l'âge de l'univers. En supposant que l’univers ait environ 13,8 milliards d’années, nous pouvons déterminer la distance maximale que la lumière aurait pu parcourir pendant cette période.

En intégrant les valeurs mesurées de la constante de Hubble et de l'âge de l'univers dans la formule de distance comobile, nous pouvons estimer le rayon de l'univers observable. Ce rayon permet ensuite de calculer le volume à l'aide de la formule du volume d'une sphère.

Le volume actuel estimé de l'univers observable a un rayon d'environ 93 milliards d'années-lumière et un volume d'environ 4 × 10 ^ 80 années-lumière cubes (ou environ 1,2 × 10 ^ 27 parsecs cubes).

Il est important de noter que ces calculs sont basés sur notre compréhension actuelle de l’univers et peuvent changer avec de nouvelles observations et améliorations dans notre compréhension de la cosmologie.