- Критическая плотность (космология)
-
Космология Изучаемые объекты и процессы Наблюдаемые процессы Теоретические изыскания - Космологические модели
- Космологический принцип
- Космологическое уравнение состояния
- Критическая плотность
- Хронология космологии
Крити́ческая пло́тность вселе́нной — значение массовой плотности материи (энергии) вселенной, от которого зависят глобальные геометрические свойства вселенной в космологических моделях. Значение критической плотности зависит от значения постоянной Хаббла:
где
- H — постоянная Хаббла,
- G — гравитационная постоянная.
При записи критической плотности (и других космологических параметров) часто используют безразмерную постоянную Хаббла h, определённую как h = H/(100 (км/с)/Мпк). В этих обозначениях[1]
- ρс = 1,88·10−26h2 кг/м3 = 1,05·10−5h2 ГэВ/см3,
причём коэффициенты в этих выражениях не зависят от времени, в отличие от H и h.
При значении постоянной Хаббла в современную эпоху H0 = 70,4±2,5 (км/с)/Мпк (или 2,282·10−18 c−1), наилучшим образом описывающем доступные на 2012 год наблюдательные данные[2][1], критическая плотность ρс равна 9,31·10−27 кг/м3 (или 5,20·10−6 ГэВ/см3). С учётом того, что масса нуклона (и масса атома водорода) примерно равна 0,94 ГэВ, критическая плотность соответствует 5,5 атома водорода на кубический метр.
По данным WMAP наблюдаемая Вселенная является плоской. Исходя из этого, согласно модели Фридмана, средняя плотность Вселенной равна критической: ρ = ρс с точностью порядка 1 %. Однако барионная (обычная, доступная прямым наблюдениям) материя даёт в эту плотность довольно малый вклад: лишь (4,54±0,01) %, или 0,25 атома водорода на кубический метр. Два других компонента, дающих гораздо больший вклад в плотность, — тёмная материя (22,6 %) и тёмная энергия (73 %). Вклад релятивистских частиц[3], т.е. фотонов микроволнового фона, в настоящее время крайне мал: 0,0050 %.[4]
Примечания
- ↑ 1 2 Big-Bang Cosmology. 21.1.4. Definition of cosmological parameters // In: J. Beringer et al. (Particle Data Group), Review of Particle Properties. Phys. Rev. D86, 010001 (2012).
- ↑ Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results (англ.)
- ↑ К релятивистской компоненте в современную эпоху относятся лишь фотоны реликтового излучения, поскольку реликтовые нейтрино обладают массой, достаточной для замедления до нерелятивистских скоростей при их современной температуре.
- ↑ The Cosmological Parameters // In: J. Beringer et al. (Particle Data Group), Review of Particle Properties. Phys. Rev. D86, 010001 (2012).
См. также
Ссылки
- Сайт о современной космологии. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
- Лекции по Общей Астрофизике для Физиков на сайте Астронет
Категории:- Космология
- Критические величины
Wikimedia Foundation. 2010.