Paràmetre de desacceleració

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

En cosmologia, el paràmetre de desacceleració és una magnitud adimensional que mesura l'acceleració còsmica de l'expansió de l'espai en un univers amb mètrica Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker. Es definit com

,

on és el factor d'escala de l'univers i els punts indiquen derivades (primeres i segones) respecte del temps propi. L'expansió de l'univers es diu que es "accelerada" si és positiu (les mesures recents suggereixen que ho és), i en aquest cas el paràmetre de desacceleració és negatiu.[1] El signe menys i el nom "paràmetre de desacceleració" són històrics; quan es va definir es creia que era positiu, mentre que ara es creu que és negatiu.

El equació d'acceleració de Friedmann pot ser escrita com

On és la densitat d'energia de l'univers, és la seva pressió, i és l'equació d'estat de l'univers.

Aquesta expressió pot ser reescrita com a

utilitzant la primera equació de Friedmann, on és el paràmetre de Hubble i o depenent si l'univers és hiperesfèric, pla o hiperbòlic respectivament.

La derivada del paràmetre de Hubble pot ser escrita en funció del paràmetre de desacceleració:

Excepte en el cas especulativa de l'energia fantasma (que viola totes les condicions d'energia), totes les formes postulades de matèria resulten en un paràmetre de desacceleració . Per tant, qualsevol univers en expansió hauria de tenir un paràmetre de Hubble decreixent i l'expansió local de l'espai sempre s'estaria desaccelerant (o, en el cas d'una constant cosmològica, mantenint-se a una velocitat constant, com en el cas de l'espai de Sitter). . 

Les observacions del fons còsmic de microones són consistents amb un univers pla, de forma que:

.

Això implica que l'univers s'està desaccelerant per a qualsevol fluïd còsmic amb equació d'estat més gran que . Qualsevol fluid que satisfà la condició forta d'energia té aquesta equació d'estat, tal com ho fa tota forma de matèria present al Model Estàndard, a excepció de la inflació. Tanmateix, observacions de supernoves de tipus Ia distants indiquen que és negatiu; i.e. l'expansió de l'univers s'està accelerant. Aquest fet és una indicació que l'atracció gravitacional de la matèria, a escala cosmològica, és més que contrabalançada per la pressió negativa de l'energia fosca, sigui sota la forma de quinta essència o d'una constant cosmològica positiva.

Abans de les primeres indicacions d'un univers accelerat el 1998, es creia que l'univers era dominat per pols amb equació d'estat insignificant, , tot suggerint que el paràmetre de desacceleració era igual a 1/2; l'esforç experimental per confirmar aquesta predicció portà a la descoberta de l'acceleració.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Jones, Mark H.; Lambourne, Robert J. (2004).

Vegeu també[modifica | modifica el codi]