Fichier:Look-back time by redshift.png
De testwiki
Aller à la navigation
Aller à la recherche
Look-back_time_by_redshift.png (773 × 547 pixels, taille du fichier : 109 kio, type MIME : image/png)
Ce fichier provient de Wikimedia Commons et peut être utilisé par d'autres projets. Sa description sur sa page de description est affichée ci-dessous.
Description
| DescriptionLook-back time by redshift.png |
English: The cosmological look-back time of astronomical observations in billions of years ago by their redshift value z, demarcated by the furthest known object as of 2025, galaxy MoM-z14. Please see also S.V. Pilipenko (2013-21) "Paper-and-pencil cosmological calculator" arxiv:1303.5961, for the Fortran-90 code upon which the Python code below for this chart was based, and this discussion of which Hubble constant H₀ is appropriate for different kinds of work. |
| Date | |
| Source | Travail personnel |
| Auteur | TestUser345 from earlier work by Sandizer |
| Autorisation (Réutilisation de ce fichier) |
CC0 public domain |
Conditions d’utilisation
Moi, en tant que détenteur des droits d’auteur sur cette œuvre, je la publie sous la licence suivante :
| Ce fichier est dans le domaine public selon les termes de la licence Creative Commons CC0 1.0 Universel. | |
| La personne qui a associé une œuvre avec cet acte l’a placée dans le domaine public en renonçant mondialement à tous ses droits sur cette œuvre en vertu des lois relatives au droit d’auteur, ainsi qu’à tous les droits juridiques connexes et voisins qu’elle possédait sur l’œuvre, sans autre limite que celles imposées par la loi. Vous pouvez copier, modifier, distribuer et utiliser cette œuvre, y compris à des fins commerciales, sans qu’il soit nécessaire d’en demander la permission.
http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.enCC0Creative Commons Zero, Public Domain Dedicationfalsefalse |
Python source code
# Thanks to ChatGPT and the Fortran-90 code from arxiv:1303.5961,
# https://code.google.com/archive/p/cosmonom/downloads
# here's how to get cosmological look-back time from redshift in Python:
import matplotlib.pyplot as plt
from numpy import arcsinh
Om = 0.3153 # from Planck Collaboration 2018: https://arxiv.org/abs/1807.06209
furthest_z = 14.44 # 2025 record: https://arxiv.org/abs/2505.11263
def make_curve(H0, color_main, color_dark, label):
# Radiation density parameter from Planck Collaboration 2018 using CMB
# temperature from Fixsen 2009, N_eff = 3.046, and Omega_r * h^2 ≈ 4.15e-5:
OL = 1.0 - Om - 0.415 / (H0**2)
def age_at_z(z):
return (2/3) * arcsinh(((OL / (Om * (1 + z)**3))**0.5)) / (H0 * OL**0.5) * 977.8
age0 = age_at_z(0)
def zt(z): return age0 - age_at_z(z)
rs = [z * 20 / 299 for z in range(300)]
lb = [zt(z) for z in rs]
# Split into pre- and post-MoM-z14 ranges
x1, y1 = zip(*[(x, y) for x, y in zip(rs, lb) if x <= furthest_z])
x2, y2 = zip(*[(x, y) for x, y in zip(rs, lb) if x > furthest_z])
plt.plot(x1, y1, color=color_main, label=f"{label}: $H_0$={H0} km/s/Mpc")
plt.plot(x2, y2, color=color_dark)
plt.figure(figsize=(9,6))
ax = plt.gca()
ax.spines['top'].set_visible(False)
ax.spines['right'].set_visible(False)
make_curve(67.36, 'cyan', 'teal', 'Planck Collaboration')
make_curve(69.32, 'red', 'darkred', 'Consensus compromise')
make_curve(70, 'orange', 'darkorange', 'Single digit precision')
make_curve(73.2, 'blue', 'midnightblue', 'SH0ES Team')
plt.title('Look-back Time by Redshift for Different Hubble Constants')
plt.xlabel('Redshift z: (observed λ - expected λ) / expected λ')
plt.ylabel('Look-back Time in billion years (Gyr)')
legend = plt.legend(title="Assuming $Ω_m$=0.3153, as per arXiv:1807.06209")
plt.grid(True, color='lightgray')
plt.ylim(0, 13.9)
plt.xlim(0, 20)
plt.xticks(range(21))
plt.yticks(range(14))
plt.text(0.5, 13.78, "— Big Bang: 13.78 Gyr (as per Planck Collaboration) —", va='center')
eqs = (r"$\mathrm{ageAtRedshift}(z)=\int_{z}^{\infty}\frac{dz'}{(1+z')\sqrt{\Omega_{\Lambda}+\Omega_{m}(1+z')^{3}}}\,\frac{977.8}{H_{0}}$" "\n"
r"$=\frac{2\,\sinh^{-1}\!\left(\dfrac{\sqrt{\Omega_{\Lambda}/\Omega_{m}}}{(1+z)^{3/2}}\right)\,977.8}{3H_{0}\sqrt{\Omega_{\Lambda}}}$ Gyr, as per arXiv:gr-qc/0508073." "\n\n"
r"$\mathrm{lookBackTime}(z)=\mathrm{ageAtRedshift}(0)-\mathrm{ageAtRedshift}(z)$." "\n\n"
r"$\Omega_\Lambda = 1.0 - \Omega_m - \frac{0.415}{H_0^2}$, per Planck 2018 and Fixsen 2009")
fig = plt.gcf()
fig.text(0.5, 0.5, eqs, ha='center', va='center', fontsize=10,
bbox=dict(boxstyle='round,pad=0.4', facecolor='white', alpha=0.9, linewidth=0))
plt.text(furthest_z, 10.5, 'Furthest observation as of 2025:\n'
'the galaxy MoM-z14, at z=14.44,\nor about 13.5 billion years ago',
ha='center')
outpath_multi = 'lookback-time-by-redshift-H0-comparison.png'
plt.savefig(outpath_multi, bbox_inches='tight')
plt.show() # https://i.ibb.co/GfLjrWN3/lookback-time-by-redshift-H0-comparison-2.png
Légendes
Ajoutez en une ligne la description de ce que représente ce fichier
The look-back time of observed objects by their redshift
Éléments décrits dans ce fichier
dépeint
Valeur sans élément de Wikidata
14 novembre 2023
image/png
62 144 octet
455 pixel
576 pixel
8bac8398eb2e5208886b0987aad19d963d97dcfe
Historique du fichier
Cliquer sur une date et heure pour voir le fichier tel qu'il était à ce moment-là.
| Date et heure | Vignette | Dimensions | Utilisateur | Commentaire | |
|---|---|---|---|---|---|
| actuel | 13 octobre 2025 à 08:05 | 773 × 547 (109 kio) | wikimediacommons>TestUser345 | simplified closed form of the integral solution |
Utilisation du fichier
La page suivante utilise ce fichier :
