Критическая плотность (космология)
| Космология |
 |
| Изучаемые объекты и процессы |
| История Вселенной |
| Наблюдаемые процессы |
| Теоретические изыскания |
Крити́ческая пло́тность Вселе́нной ρс — выделенное значение плотности материи (вещества и энергии) Вселенной, от которого зависят глобальные геометрические свойства вселенной в космологических моделях.
В частности, если средняя плотность Вселенной меньше или равна критической, то реализуется бесконечная вселенная. Если же плотность больше критической — то пространство Вселенной оказывается конечным:
- ρ < ρс — пространство с отрицательной кривизной, открытая вселенная;
- ρ = ρс — плоская, открытая вселенная;
- ρ > ρс — положительная кривизна пространства, вселенная замкнута.
По данным WMAP, наблюдаемая Вселенная является плоской (в пределах погрешности). Исходя из этого, согласно модели Фридмана, средняя плотность Вселенной равна критической: ρ = ρс с точностью порядка 1 %.
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[1], то есть фотонов микроволнового фона, в настоящее время крайне мал: 0,0050 %.[2]
Численное значение
Значение критической плотности <math>\rho_c</math> зависит от значения постоянной Хаббла:
- <math>\rho_c=\frac{3 H^2}{8\pi G}~,</math>
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[3]
- 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[4][3], 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.
См. также
Напишите отзыв о статье "Критическая плотность (космология)"
Примечания
- ↑ 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.
- ↑ [pdg.lbl.gov/2012/reviews/rpp2012-rev-cosmological-parameters.pdf The Cosmological Parameters] // In: J. Beringer et al. (Particle Data Group), [pdg.lbl.gov/ Review of Particle Properties]. Phys. Rev. D86, 010001 (2012).
- ↑ 1 2 [pdg.lbl.gov/2012/reviews/rpp2012-rev-bbang-cosmology.pdf Big-Bang Cosmology]. 21.1.4. Definition of cosmological parameters // In: J. Beringer et al. (Particle Data Group), [pdg.lbl.gov/ Review of Particle Properties]. Phys. Rev. D86, 010001 (2012).
- ↑ [lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr4/pub_papers/sevenyear/basic_results/wmap_7yr_basic_results.pdf Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results] (англ.)
Ссылки
- [www.modcos.com Сайт о современной космологии]. [www.webcitation.org/617p95xEZ Архивировано из первоисточника 22 августа 2011].
- [www.astronet.ru/db/msg/1170612/10lec/node2.html Лекции по Общей Астрофизике для Физиков] на сайте Астронет
Отрывок, характеризующий Критическая плотность (космология)
Князь равнодушно замолк. Анна Павловна, с свойственною ей придворною и женскою ловкостью и быстротою такта, захотела и щелконуть князя за то, что он дерзнул так отозваться о лице, рекомендованном императрице, и в то же время утешить его.– Mais a propos de votre famille,[Кстати о вашей семье,] – сказала она, – знаете ли, что ваша дочь с тех пор, как выезжает, fait les delices de tout le monde. On la trouve belle, comme le jour. [составляет восторг всего общества. Ее находят прекрасною, как день.]
Князь наклонился в знак уважения и признательности.
– Я часто думаю, – продолжала Анна Павловна после минутного молчания, подвигаясь к князю и ласково улыбаясь ему, как будто выказывая этим, что политические и светские разговоры кончены и теперь начинается задушевный, – я часто думаю, как иногда несправедливо распределяется счастие жизни. За что вам судьба дала таких двух славных детей (исключая Анатоля, вашего меньшого, я его не люблю, – вставила она безапелляционно, приподняв брови) – таких прелестных детей? А вы, право, менее всех цените их и потому их не стоите.
И она улыбнулась своею восторженною улыбкой.
– Que voulez vous? Lafater aurait dit que je n'ai pas la bosse de la paterienite, [Чего вы хотите? Лафатер сказал бы, что у меня нет шишки родительской любви,] – сказал князь.
– Перестаньте шутить. Я хотела серьезно поговорить с вами. Знаете, я недовольна вашим меньшим сыном. Между нами будь сказано (лицо ее приняло грустное выражение), о нем говорили у ее величества и жалеют вас…
Князь не отвечал, но она молча, значительно глядя на него, ждала ответа. Князь Василий поморщился.
– Что вы хотите, чтоб я делал! – сказал он наконец. – Вы знаете, я сделал для их воспитания все, что может отец, и оба вышли des imbeciles. [дураки.] Ипполит, по крайней мере, покойный дурак, а Анатоль – беспокойный. Вот одно различие, – сказал он, улыбаясь более неестественно и одушевленно, чем обыкновенно, и при этом особенно резко выказывая в сложившихся около его рта морщинах что то неожиданно грубое и неприятное.
– И зачем родятся дети у таких людей, как вы? Ежели бы вы не были отец, я бы ни в чем не могла упрекнуть вас, – сказала Анна Павловна, задумчиво поднимая глаза.
– Je suis votre [Я ваш] верный раб, et a vous seule je puis l'avouer. Мои дети – ce sont les entraves de mon existence. [вам одним могу признаться. Мои дети – обуза моего существования.] – Он помолчал, выражая жестом свою покорность жестокой судьбе.
Анна Павловна задумалась.
– Вы никогда не думали о том, чтобы женить вашего блудного сына Анатоля? Говорят, – сказала она, – что старые девицы ont la manie des Marieiages. [имеют манию женить.] Я еще не чувствую за собою этой слабости, но у меня есть одна petite personne [маленькая особа], которая очень несчастлива с отцом, une parente a nous, une princesse [наша родственница, княжна] Болконская. – Князь Василий не отвечал, хотя с свойственною светским людям быстротой соображения и памяти показал движением головы, что он принял к соображению эти сведения.
– Нет, вы знаете ли, что этот Анатоль мне стоит 40.000 в год, – сказал он, видимо, не в силах удерживать печальный ход своих мыслей. Он помолчал.
