15-06-2023
Космология |
|
Изучаемые объекты и процессы |
Наблюдаемые процессы |
Теоретические изыскания |
Уравне́ние состоя́ния космологической модели — зависимость давления от массовой плотности энергии среды в данной модели. Во фридмановской теории тяготение создаётся не только плотностью вещества, но и давлением среды: плотность эффективной гравитирующей энергии где — давление среды, а — плотность энергии среды, где — массовая плотность энергии среды, — скорость света.
Давление выражают через уравнение состояния или используют безразмерный параметр — отношение давления к плотности энергии тогда уравнение состояния:
Для разных сред имеет разное значение. Ниже предполагаем, что плотность среды выше нуля. Возможны следующие 9 вариантов:
1. Фантомная энергия (призрачная энергия) (см. фантомная космология) — среда с антигравитацией большей, чем у вакуума.
При таком уравнении состояния плотность среды со временем увеличивается, антигравитация возрастает и через конечное время станет бесконечной и во вселенной произойдёт Большой Разрыв. Ещё одна особенность такой среды в том, что скорость звука в ней выше скорости света
2. Вакуум — среда с антигравитацией.
Соответственно:
В уравнениях Эйнштейна энергия вакуума описывается космологической постоянной
По последним данным[1] плотность энергии вакуума во вселенной составляет от критической плотности.
3. Квинтэссенция — среда с антигравитацией ниже, чем у вакуума.
Только при существует антигравитация, поэтому только при таком условии происходит ускорение расширения вселенной, то есть природа тёмной энергии — это либо вакуум, либо фантомная энергия, либо квинтэссенция.
4. Среда, в которой отсутствует и гравитация, и антигравитация.
5. Среда, в которой гравитация ниже, чем у пыли.
6. Пылевое облако, обычная барионная материя и холодная тёмная материя (давление среды отсутствует, ).
Соответственно:
По последним данным[1] плотность энергии обычной холодной барионной материи во вселенной составляет от критической плотности, а плотность холодной тёмной материи составляет от критической плотности, что в сумме даёт от критической плотности.
7. Среда, в которой гравитация выше, чем у пыли, но ниже, чем у излучения.
8. Ультрарелятивистская среда (излучение, фотоны и др. ультрарелятивистские частицы), в том числе реликтовое излучение; также массивные частицы в ранней Вселенной, когда температура (выраженная в энергетических единицах) значительно превосходит массы частиц:
Поведение Вселенной определялось близким к этому уравнением состояния на временно́м интервале от планковской эпохи до эпохи рекомбинации.
Соответственно:
9. Среда, в которой гравитация выше, чем у излучения.
Аналогично при скорость звука в такой среде выше скорости света
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Это заготовка статьи по астрономии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Уравнение состояния (космология).