Космологический параметр плотности

Космологи́ческий пара́метр пло́тности (параметр плотности Вселенной) — безразмерный космологический параметр, равный отношению суммарной средней плотности Вселенной Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \rho} к критической плотности Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \rho_c} :

Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega=\frac{\rho}{\rho_c}=\frac{8\pi G\rho}{3H_0^2},}

где Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle G}  — гравитационная постоянная, Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle H_0}  — современное значение постоянной Хаббла.

Здесь Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \rho}  — суммарная средняя плотность всех компонентов Вселенной, однако по аналогии вводятся параметры плотности и для каждого компонента Вселенной по отдельности: барионного вещества Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle (\Omega_b)} ; холодной тёмной материи Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle (\Omega_{CDM})} ; нерелятивистской материи, включающей барионное вещество и холодную тёмную материю Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle (\Omega_m=\Omega_b+\Omega_{CDM})} ; релятивистской материи, включающей излучение и релятивистские нейтрино Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle (\Omega_r)} , и тёмной энергии Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle (\Omega_q)} . Если тёмная энергия не является новым полем, а описывается космологической постоянной Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Lambda} , то её параметр плотности обозначается Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega_\Lambda} . Параметр плотности Вселенной равен сумме параметров плотности всех её компонентов:

Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega=\Omega_m+\Omega_r+\Omega_q.}

В рамках космологической модели Фридмана, описывающей однородную и изотропную Вселенную, от параметра плотности зависит геометрия пространства и будущая история расширения Вселенной:

• при Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega>1} пространство имеет положительную кривизну, является замкнутым и имеет конечный объём (представляет собой трёхмерную сферу);
• при Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega=1} пространство имеет нулевую кривизну (является плоским), является открытым (не замкнутым) и бесконечным;
• при Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega<1} пространство имеет отрицательную кривизну, является открытым и бесконечным (трёхмерное пространство Лобачевского).

В случае нулевой космологической постоянной Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle (\Lambda=0)} в первом случае расширение Вселенной однажды остановится и сменится сжатием, а в двух других случаях будет продолжаться бесконечно долго.

Согласно современным данным, полученным на основе наблюдений анизотропии реликтового излучения космической обсерваторией «Планк», параметры плотности различных компонентов Вселенной имеют следующие значения: Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega_b=0,\!048;\;} Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega_m=0,\!315\pm0,\!007;\;} Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega_r\sim10^{-4};\;} Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega_\Lambda=0,\!685\pm0,\!007.} Суммарный параметр плотности Вселенной очень близок к единице Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \Omega=1,\!001_{-0,001}^{+0,002},} т. е. пространство Вселенной с высокой точностью является плоским.

Литература

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

• Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. — Изд. 3-е, перераб. и доп.. — М.: Наука, 1990. — 192 с.

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

• Вайнберг С. Космология = Cosmology / Под ред. и с предисл. И. Я. Арефьевой, В. И. Санюка. — Изд. 2-е. — М.: URSS: ЛЕНАНД, 2018. — 608 с. — ISBN 978-5-9710-5456-6.

• 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.
• Сажин М. В., Сажина О. С. Космологическая модель Фридмана // Большая российская энциклопедия: научно-образовательный портал. – Дата публикации: 26.05.2022.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Космологический параметр плотности», расположенная по адресу: — https://ru.ruwiki.ru/wiki/Космологический_параметр_плотности 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?».