1.11. AINE JA ENERGIA TIHEDUSE EVOLUTSIOON

edasi algus edasi

Universumi paisumisel energia tihedus Universumis kahaneb. M�rgime, et t�nu Einsteini seosele on energiatihedus �ja ainetihedus �rangelt v�rdelised suurused. Seega piisab ainult �he, nt , vaatlemisest. Ainetiheduse �s�ltuvus mastaabi tegurist �on Universumi arengu erinevatel etappidel erinev. See erinevus on tingitud olekuv�rrandi muutusest. Illustreerimaks �eldut, leiame �s�ltuvuse mastaabi tegurist �kahel juhul: olekuv�rrandi �korral ja olekuv�rrandi �korral.

1)

V�rranditest (1.6.b) ja (1.49) saame

.

Selle diferentsiaalv�rrandi �ldlahendiks on

(1.56)

kus C on ajast s�ltumatu konstant.

Valemil (1.56) on lihtne f��sikaline t�hendus. Ainetihedus on p��rdv�rdeline ruumiosa, kus vaadeldav aine hulk paikneb, ruumalaga (vt punkt 8).

2)

Tuletagem meelde, et selline olekuv�rrand on omane ainele Universumi varajases arengu staadiumis, nn kiirgusdominantsel ajastul.

L�htume Friedman�i v�rranditest (1.46.a, 1.46.b). Diferentseerime v�rrandi (1.46.b) m�lemaid pooli aja t j�rgi ja seej�rel jagame tulemuse l�bi suurusega . Tulemuseks saame:

. (1.57)

Asendades n��d v�rrandis (1.46.a) r�hu p �tema avaldisega �ja lahutades tulemusena saadud v�rrandi v�rrandist (1.57), leiame j�rgmise diferentsiaalv�rrandi:

Viimase �ldlahendiks on:

(1.58)

kus on integreerimiskonstant.

N�eme, et Universumi evolutsiooni varajases staadiumis on ainetihedus p��rdv�rdeline mastaabi teguri neljanda astmega. Aine-energia tiheduse sellise s�ltuvuse f��sikalist t�hendust selgitame hiljem punktis 13.

edasi algus edasi