Kritik yoğunluk nedir?

Kritik yoğunluk, evrenin uzaysal olarak düz olduğu enerji yoğunluğudur; bu yoğunluğun üzerindeki bir yoğunluk pozitif eğriliği, altındaki bir yoğunluk ise negatif eğriliği ima etmektedir, bu nedenle gerçek yoğunluğun kritik değerle karşılaştırılması uzayın geometrisini belirlemektedir.

Friedmann denklemleri bir Büyük Patlama öngörür mü?

Geriye doğru çalıştırıldığında, madde ve radyasyonun baskın olduğu bir evren için denklemler, sıfır ölçek faktörü ve sonsuz yoğunluk anına, yani tekil bir kökene ulaşmaktadır; bu Büyük Patlama, klasik genel göreliliğin bozulduğu ve yeni fiziğe ihtiyaç duyulmasının beklendiği yerdir.

Friedmann Denklemleri ve Genişleyen Evren

Friedmann denklemleri, evrenin genişleme hızını enerji yoğunluğu, basıncı ve uzaysal eğriliği ile ilişkilendiren Einstein denklemlerinin kozmolojik biçimidir.

PaperMind ile konu bulYakındaMakale ve konu bul

Tools & resources

Slaytları indir

Learn & explore

VideoYakında

Tanım

Friedmann denklemleri, homojenlik ve izotropi varsayımı altında Einstein denklemlerinden türetilen, evrenin enerji içeriği ve eğriliği göz önüne alındığında boyutunun nasıl evrildiğini belirleyen, kozmik ölçek faktörü için iki adi diferansiyel denklemdir.

Kapsam

Bu konu, Friedmann ve ivme denklemlerinin Robertson-Walker metriğinden türetilmesini, ölçek faktörünü ve Hubble parametresini, kritik yoğunluğu ve madde, radyasyon, eğrilik ve karanlık enerji yoğunluk parametrelerini, radyasyon, madde ve karanlık enerji baskın farklı genişleme geçmişlerini ve hızlanan genişleme ile Büyük Patlama kökeni koşullarını kapsamaktadır.

Temel sorular

Einstein denklemleri tek bir ölçek faktörü için denklemlere nasıl indirgenir?
Evrenin sonsuza dek genişleyip genişlemeyeceğini, yeniden büzülüp büzülmeyeceğini veya hızlanıp hızlanmayacağını ne belirler?
Madde, radyasyon ve karanlık enerji her biri genişlemeyi nasıl farklı şekilde yönlendirir?

Anahtar kavramlar

Ölçek faktörü
Hubble parametresi
Kritik yoğunluk
Yoğunluk parametreleri
Yavaşlama ve hızlanma
Büyük Patlama tekilliği

Temel kuramlar

Friedmann denklemi: Hubble genişleme hızının karesi, enerji yoğunluğu ve bir eğrilik teriminin toplamına eşittir, bu nedenle madde, radyasyon, eğrilik ve karanlık enerjinin mevcut yoğunlukları, evrenin genişleme hızını ve geometrisini tamamen belirlemektedir.
İvme denklemi: İkinci Friedmann denklemi, genişlemenin sıradan madde ve radyasyon altında yavaşladığını, ancak kozmolojik sabit gibi yeterince negatif basınca sahip bir bileşen enerji bütçesine hakim olduğunda hızlandığını göstermektedir.

Klinik önem

Friedmann denklemleri, standart kozmolojik modelin nicel çekirdeğini oluşturmaktadır; ölçülen genişleme geçmişini uydurmak, karanlık madde ve karanlık enerji yoğunluklarını çıkarmak, evrenin yaşını hesaplamak ve termal tarihi Büyük Patlama'ya kadar izlemek için kullanılmaktadır.

Tarihçe

Friedmann, genişleyen ve büzülen çözümleri 1922'de türetmiştir ve Lemaitre, 1927'de gözlemlenen galaksi uzaklaşmasıyla ilişkilendirirken bunları bağımsız olarak yeniden keşfetmiştir; Hubble'ın 1929'daki kırmızıya kayma-uzaklık ilişkisi ölçümü kozmik genişlemeyi doğrulamış, Einstein'ın statik evrenine karşı dinamik Friedmann modellerini haklı çıkarmıştır.

Öne çıkan isimler

Aleksandr Friedmann
Georges Lemaitre
Edwin Hubble

İlgili konular

Temel eserler

friedmann1922
weinberg2008

Sıkça sorulan sorular

Kritik yoğunluk nedir?: Kritik yoğunluk, evrenin uzaysal olarak düz olduğu enerji yoğunluğudur; bu yoğunluğun üzerindeki bir yoğunluk pozitif eğriliği, altındaki bir yoğunluk ise negatif eğriliği ima etmektedir, bu nedenle gerçek yoğunluğun kritik değerle karşılaştırılması uzayın geometrisini belirlemektedir.
Friedmann denklemleri bir Büyük Patlama öngörür mü?: Geriye doğru çalıştırıldığında, madde ve radyasyonun baskın olduğu bir evren için denklemler, sıfır ölçek faktörü ve sonsuz yoğunluk anına, yani tekil bir kökene ulaşmaktadır; bu Büyük Patlama, klasik genel göreliliğin bozulduğu ve yeni fiziğe ihtiyaç duyulmasının beklendiği yerdir.