abstract
| - Категория:Космология 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: (только такое уравнение состояния совместимо с определением вакуума как формы энергии со всюду и всегда постоянной плотностью, независимо от системы отсчёта). В уравнениях Эйнштейна энергия вакуума описывается космологической постоянной По последним данным 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 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
|