حساب کاربری
​
زمان تقریبی مطالعه: 2 دقیقه
لینک کوتاه

معادلات فریدمان

معادلات فریدمان(به انگلیسی: Friedmann equations) از حل معادلات میدان اینشتین برای متریک فریدمان-لومتر-رابرتسون-واکر می‌توان به راحتی معادلات انبساط جهان همگن و ایزوله با چگالی انرژی ρ

و چگالی فشار p
را بر حسب عامل مقیاس و مشتقات مرتبه اول و دوم آن نسبت به زمان به دست آورد. این کار اولین بار توسط الکساندر فریدمان در سال ۱۹۲۲ انجام گردید و معادلات مشابهی با انحنای فضایی منفی در سال ۱۹۲۴ توسط وی ارائه شد. دو معادله مستقل فضایی و زمانی فریدمان به ترتیب عبارتند از

a ˙ 2 + k c 2 a 2 = 8 π G ρ + Λ c 2 3
a ¨ a = − 4 π G 3 ( ρ + 3 p c 2 ) + Λ c 2 3

که در آن H ≡ a ˙ a

به پارامتر هابل و G ثابت گرانشی نیوتن و Λ ثابت کیهان شناسی و c سرعت نور نام دارند. اغلب می‌توان با ارتباط بین پارامتر هابل و عامل مقیاس این معادلات را با پارامتر هابل بازنویسی کرد

H 2 = 8 π G 3 ρ − k c 2 a 2
H ˙ + H 2 = − 4 π G 3 ( ρ + 3 p c 2 ) .

به k a 2

انحنای فضایی گفته می‌شود که به ترتیب برای k=+۱ جهان با انحنای مثبت (بسته) و k=-۱ جهان با انحنای منفی (باز) و k=۰ جهان با انحنای صفر (تخت) خواهد بود. در این معادلات اسکالر ریچی به صورت R = 6 a 2 ( a ¨ a + a ˙ 2 + k c 2 )
محاسبه می‌شود. اگر از معادله اول فریدمان نسبت به زمان مشتق بگیریم و از معادله دوم نیز استفاده کنیم با صرف نظر از ثابت کیهان شناسی داریم

ρ ˙ = − 3 H ( ρ + p c 2 ) ,

جستارهای وابسته

  • معادلات میدان اینشتین
  • مشتق هموردا
  • متریک فریدمان-لومتر-رابرتسون-واکر
  • عامل مقیاس
  • ثابت کیهان شناسی

منابع

  • Friedman, A (1922). "Über die Krümmung des Raumes". Z. Phys. 10 (1): 377–386. Bibcode 1922ZPhy...10..377F. (German) (English translation in: Friedman, A (1999). "On the Curvature of Space". General Relativity and Gravitation 31 (12): 1991–2000. Bibcode 1999GReGr..31.1991F.)
  • Friedmann, A (1924). "Über die Möglichkeit einer Welt mit konstanter negativer Krümmung des Raumes". Z. Phys. 21 (1): 326–332. Bibcode 1924ZPhy...21..326F. (German) (English translation in: Friedmann, A (1999). "On the Possibility of a World with Constant Negative Curvature of Space". General Relativity and Gravitation 31 (12): 2001–2008. Bibcode 1999GReGr..31.2001F .)
  • Ray A d'Inverno, Introducing Einstein's Relativity, ISBN 0-19-859686-3.
  • Rees, M. , Just Six Numbers, (2000) Orion Books, London, p. 81, p. 82
آخرین نظرات
کلیه حقوق این تارنما متعلق به فرا دانشنامه ویکی بین است.