L'Univers en trois dimensions

Ce que cette carte sait et ne sait pas

L'axe radial est honnête et les angles sont honnêtes, mais ils ne le sont pas de la même manière, et la différence est dessinée plutôt que dissimulée.

1. Un point signifie que nous savons dans quelle direction elle se trouve. La direction vient du résolveur de noms de Strasbourg — SIMBAD, puis NED — et non de la mémoire de quiconque, et chaque position de la page renvoie à une entrée de catalogue.
2. Un anneau signifie que nous savons à quelle distance mais pas dans quelle direction, aussi la carte trace-t-elle la sphère entière que la distance autorise. Les Sloan et CfA2 Great Walls sont des anneaux parce qu'elles s'étendent sur des dizaines de degrés et n'ont pas de position unique à résoudre. Les structures dans lesquelles nous sommes à l'intérieur sont aussi des anneaux, tracés à la moitié de leur étendue, là où se trouve réellement leur bord vu d'ici.
3. Le rayon est le logarithme de la distance, si bien que les formes sont fausses à dessein. Une sphère reste une sphère et les directions sont exactes, mais tout ce qui a une étendue réelle est écrasé vers nous — le bord proche d'un superamas est repoussé vers l'extérieur et le bord lointain ramené vers l'intérieur. C'est la seule projection où le nuage d'Oort et l'horizon apparaissent sur une même image, et le prix à payer est qu'aucun volume n'y a la bonne forme.
4. Les planètes sont des orbites, non des lieux, et elles tournent autour du centre plutôt qu'autour de vous. La direction d'une planète change au fil de l'année et sa distance à nous change avec elle, de sorte qu'un point affirmerait une position qui n'est pas un fait ; ce qui ne change pas, c'est sa distance au Soleil. Zoomez assez loin et l'étiquette au centre cesse d'indiquer ici pour indiquer le Soleil — c'est le seul endroit de la carte où l'origine et l'observateur se séparent, et la Terre est le troisième anneau en partant du centre. Chaque orbite est tracée comme un cercle à sa distance moyenne, dans le plan de l'écliptique : l'excentricité n'est pas représentée (celle de Mercure est la seule que l'on remarquerait — elle circule réellement entre 0.31 et 0.47 AU), ni les inclinaisons, qui sont de 7.0° pour Mercure, 3.4° pour Vénus et inférieures à 2.5° pour les autres. Les ceintures d'astéroïdes et de Kuiper sont des bandes, car une ceinture n'a pas d'orbite et un anneau unique en revendiquerait une.
5. Tout est représenté tel que c'est maintenant, non tel que cela paraît. La lumière des anneaux lointains est partie avant l'existence de la Terre. Une carte de là où les choses sont et une carte de ce que l'on voit divergent complètement au-delà du Groupe local, et voici la première.
6. La distance est comobile, conformément à l'échelle. Le décalage vers le rouge n'est converti en temps de trajet de la lumière nulle part sur cette page.
7. Quatre objets se déplacent, en trois dimensions. Chacun porte un vecteur vitesse galactocentrique mesuré, et non seulement une vitesse dirigée vers nous ; la carte propage donc sa position et en redéduit à la fois sa distance et sa direction — ils traversent le ciel autant qu'ils s'approchent. Sur l'intervalle où chacun est tracé, Andromède se déplace d'environ 7° et les autres de 5 à 6°. Le Soleil est maintenu à sa place actuelle : son propre tour de galaxie en 230 millions d'années ferait pivoter le ciel entier sans rien vous apprendre sur le Groupe local.
8. L'horloge est logarithmique, d'un million d'années à sept milliards, pour la même raison que l'axe radial : le Grand Nuage fait le tour de la galaxie tous les deux milliards d'années environ, tandis qu'Andromède met quatre milliards à arriver, et le passage au péricentre d'un satellite dure quelques dizaines de millions. Tout le reste de la carte reste immobile, car rien d'autre au catalogue n'a encore de vitesse mesurée — ajoutez-en une dans Notion et l'objet se met en mouvement.
9. Seule Andromède tombe réellement vers nous. Chaque mobile porte aussi la mesure de son mouvement transverse, et c'est la comparaison qui compte. M31 : 110 km/s vers nous contre 17 de côté — à peu de chose près une chute frontale. M33 : 44 contre 230. Le Grand Nuage : 64 contre 314. Le Petit Nuage : 7 contre 217, soit une galaxie qui tourne presque purement. Le Groupe local ne s'effondre pas vers l'intérieur ; il est en orbite, et M31 est l'exception plutôt que l'illustration. Cette carte ne peut tracer que la part radiale, raison pour laquelle les trois autres n'y bougent presque pas tout en filant à des centaines de kilomètres par seconde.
10. Il s'agit désormais d'une intégration, non d'une extrapolation. Les versions antérieures emportaient chaque objet le long d'une droite, ce qui ne peut décrire une orbite — les satellites se figeaient après quelques dizaines de millions d'années et Andromède arrivait en retard. La page intègre maintenant la gravité mutuelle de la Voie lactée et de tout ce dont la vitesse est mesurée, en avançant par saute-mouton à travers une galaxie modélisée comme un bulbe et un disque de Hernquist à l'intérieur d'un halo NFW. Les Nuages accomplissent de véritables orbites — le Grand Nuage oscille entre environ 26 et 217 kpc, quatre fois en huit milliards d'années — et la chute d'Andromède s'accélère comme elle le doit.
11. La masse du halo est un curseur parce que personne ne la connaît. Le halo sombre de la Voie lactée est incertain d'environ un facteur deux, et l'arrivée d'Andromède en dépend : d'environ 4,4 milliards d'années à 0,5×10¹² masses solaires à 3,3 à 2,5×10¹². Déplacez-le et regardez. La vitesse de rotation au niveau du Soleil est imprimée à côté comme vérification — le modèle renvoie 208 à 239 km/s sur cet intervalle, contre 229 mesurés, ce qui explique précisément pourquoi la courbe de rotation seule ne peut fixer le halo. Le nombre que cette page vous montre est la conséquence d'un paramètre que vous pouvez voir et modifier, ce qui est la manière honnête de présenter une prédiction qui en dépend.
12. Le frottement, et ce qu'il change. Un satellite qui laboure le halo laisse derrière lui un sillage surdense, et ce sillage le retient — le frottement de Chandrasekhar, qui varie comme le carré de la masse du satellite et compte donc pour le Grand Nuage et pour Andromède, et presque pas pour le Petit. Désactivez-le avec le bouton et Andromède passe au plus près puis remonte : la fusion n'a pas lieu. Activez-le et le même passage est plus profond, et l'orbite se dégrade jusqu'à la fusion. Le frottement est ce qui fait d'une fusion une fusion, et c'est la chose la plus claire à basculer sur cette page.
13. Ce qu'il ne modélise toujours pas. La déformation de marée et la perte de masse, dès que les galaxies sont assez proches pour cesser d'être des points ; la réponse propre du halo au-delà de l'absorption de la quantité de mouvement ; et toute masse extérieure à ces cinq corps. La trajectoire du Petit Nuage est la moins fiable — il est en réalité lié au Grand Nuage, et cinq corps avec 5 kpc d'adoucissement traitent mal ce couple.