__NOTOC__ Крити́ческая пло́тность Вселе́нной  — выделенное значение плотности материи (вещества и энергии) Вселенной, от которого зависят глобальные геометрические свойства вселенной в космологических моделях.

В частности, если средняя плотность Вселенной меньше или равна критической, то реализуется бесконечная вселенная. Если же плотность больше критической — то пространство Вселенной оказывается конечным:  — пространство с отрицательной кривизной, открытая вселенная;  — плоская, открытая вселенная;  — положительная кривизна пространства, вселенная замкнута.

По данным WMAP, наблюдаемая Вселенная является плоской (в пределах погрешности). Исходя из этого, согласно модели Фридмана, средняя плотность Вселенной равна критической: с точностью порядка 1 %.

Барионная (обычная, доступная прямым наблюдениям) материя даёт в эту плотность довольно малый вклад: лишь (4,54±0,01) %, или 0,25 атома водорода на кубический метр. Два других компонента, дающих гораздо больший вклад в плотность, — тёмная материя (22,6 %) и тёмная энергия (73 %). Вклад релятивистских частицК релятивистской компоненте в современную эпоху относятся лишь фотоны реликтового излучения, поскольку реликтовые нейтрино обладают массой, достаточной для замедления до нерелятивистских скоростей при их современной температуре., то есть фотонов микроволнового фона, в настоящее время крайне мал: 0,0050 %The Cosmological Parameters // In: J. Beringer et al. (Particle Data Group), Review of Particle Properties . Phys. Rev. D86, 010001 (2012)..

Численное значение Значение критической плотности зависит от значения постоянной Хаббла:

где  — постоянная Хаббла,  — гравитационная постоянная.

При записи критической плотности (и других космологических параметров) часто используют безразмерную постоянную Хаббла , определённую как . В этих обозначенияхBig-Bang Cosmology . 21.1.4. Definition of cosmological parameters // In: J. Beringer et al. (Particle Data Group), Review of Particle Properties . Phys. Rev. D86, 010001 (2012).

= 1,88·10−262 кг/м3 = 1,05·10−52 ГэВ/см3,

причём коэффициенты в этих выражениях не зависят от времени, в отличие от и .

При значении постоянной Хаббла в современную эпоху = 70,4±2,5 (км/с)/Мпк (или 2,282 c−1), наилучшим образом описывающем доступные на 2012 год наблюдательные данныеSeven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results , критическая плотность равна 9,31 кг/м3 (или 5,20 ГэВ/см3). С учётом того, что масса нуклона (и масса атома водорода) примерно равна 0,94 ГэВ, критическая плотность соответствует 5,5 атома водорода на кубический метр.

См. также Космологические модели Планковская плотность

Примечания

Ссылки

Лекции по Общей Астрофизике для Физиков на сайте Астронет

Категория:Критические величины