Космологический параметр замедления

Космологи́ческий пара́метр замедле́ния — безразмерный космологический параметр, характеризующий ускорение расширения Вселенной.

Определяется формулой

$q=-{\frac {{\ddot {a}}a}{{\dot {a}}^{2}}},$

где $a$ — масштабный фактор, точка и две точки над буквой обозначают первую и вторую производную по времени соответственно.

Общая информация

Название параметра вызвано историческими причинами, поскольку в середине XX века считалось, что расширение Вселенной замедляется под действием гравитационного тяготения. Этот параметр определён так, чтобы при замедлении расширения Вселенной (т. е. при ${\ddot {a}}<0$) его значение было положительным. Наблюдательные данные указывают на то, что расширение Вселенной ускоряется (т. е. ${\ddot {a}}>0$), поэтому параметр замедления имеет отрицательное значение.

Согласно современным представлениям, во Вселенной присутствуют следующие виды материи: барионное вещество, релятивистская материя (излучение), холодная тёмная материя и тёмная энергия. Все виды материи, кроме последнего, участвуют в гравитационном тяготении, которое замедляет расширение Вселенной. Тёмная энергия, напротив, создаёт гравитационное отталкивание, ускоряющее расширение Вселенной. Таким образом, параметр замедления зависит от плотности различных компонентов Вселенной и от уравнения состояния тёмной энергии:

$q={\frac {1}{2}}\Omega _{m}+\Omega _{r}+{\frac {1+3w_{de}}{2}}\Omega _{de},$

где $\Omega _{m}$, $\Omega _{r}$ и $\Omega _{de}$ — космологические параметры плотности (т. е. отношения средней плотности энергии к критической плотности) соответственно нерелятивистского вещества (включающего в себя барионное вещество и холодную тёмную материю), релятивистской материи и тёмной энергии; $w_{de}$ — параметр уравнения состояния тёмной энергии, т. е. коэффициент пропорциональности, связывающий плотность тёмной энергии $\varepsilon _{de}$ и её давление $p_{de}$: $p_{de}=w_{de}\varepsilon _{de}$.

Из наблюдательных данных по анизотропии реликтового излучения, полученных космической обсерваторией «Планк», следует, что в современную эпоху вышеуказанные космологические параметры имеют следующие значения: $\Omega _{m0}\approx 0,\!315;\,$ $\Omega _{r0}\approx 10^{-4};\,$ $\Omega _{de0}\approx 0,\!685;\,$ $w_{de}\approx -1$. Следовательно, современное значение параметра замедления $q_{0}\approx \Omega _{m0}/2-\Omega _{de0}\approx -0,\!53$ (более грубый расчёт, принимающий значения $\Omega _{m0}\approx 0,\!3$ и $\Omega _{de0}\approx 0,\!7$, даёт $q_{0}\approx -0,\!55$).

См.также

• Космологический параметр

Литература

• Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1975. — 735 с.

• Лукаш В. Н., Михеева Е. В. Физическая космология. — М.: Физматлит, 2012. — 404 с. — ISBN 978-5-9221-1161-4.

• Засов А. В., Постнов К. А. Общая астрофизика. — 4-е изд. — М.: ДМК-Пресс, 2022. — 572 с. — ISBN 978-5-89818-132-1.

• Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва. — Изд. стереотипное. — М.: URSS, 2023. — 616 с. — ISBN 978-5-9710-7166-2.

Ссылки

• Сажин М. В., Сажина О. С. Космологические параметры // Большая российская энциклопедия: научно-образовательный портал. – Дата публикации: 07.06.2022.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Космологический параметр замедления», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Космологический_параметр_замедления» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».