Paramètre de densité

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En cosmologie, le paramètre de densité (en anglais : density parameter) d'une forme de matière est le rapport entre la densité d'énergie de cette matière (supposée homogène sur des volumes suffisamment grands) à la densité critique.

Les paramètres de densité sont couramment notés Ω, symbole correspondant à la lettre grecque oméga majuscule.

L'utilisation des paramètres de densité plutôt que des densités présente l'avantage d'une part de manipuler des nombres sans dimension, et d'autre part, facilite les comparaisons de nombres.

Il est souvent dit que quand la somme des paramètres de densité est supérieure à 1, alors l'expansion de l'Univers va à terme s'arrêter pour laisser la place à une phase de contraction et qu'elle se poursuivra indéfiniment dans le cas contraire. Cette affirmation est erronée en général (mais reste valable si l'on est en présence de matière non relativiste et de radiation uniquement). Ce que la valeur par rapport à 1 de la somme des paramètres de densité indique que c'est le signe de la courbure spatiale.[réf. nécessaire]

Les paramètres de densité sont :

Ils permettent de réécrire comme suit la première équation de Friedmann[3] :

,

[4] :

  • est la valeur de aujourd'hui,
  • est la valeur de aujourd'hui,

et[5] :

  • ,
  • ,
  • .
  • [6].

Dans le modèle ΛCDM minimal, Ωr = Ωγ + ΩνΩγ et Ων sont respectivement les densité de photons et de neutrinos[7].

Modèles d'univers et paramètres de densité associés[8]
Nom Ωr Ωm ΩΛ Λ
Einstein-de Sitter (EdS)[9] 0 1 0 0
Friedmann[10] 0 0
de Sitter (dS)[11] 0 0 1 > 0
anti de Sitter (AdS)[11] 0 0 < 0

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b et c Lachièze-Rey 2013, p. 56.
  2. a b c et d Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.paramètres de densité, p. 501, col. 2.
  3. Fazio et Barkana 2018, Ire partie, chap. 2, sec. 2.3, § 2.2.3, p. 15 (2.37).
  4. Fazio et Barkana 2018, Ire partie, chap. 2, sec. 2.3, § 2.2.3, p. 15.
  5. Prakash 2012, chap. 6, sec. 6.2, § 6.2.2, p. 300 (6.2.12).
  6. Fazio et Barkana 2018, Ire partie, chap. 2, sec. 2.3, § 2.2.3, p. 15 (2.38).
  7. Lesgourgues 2021, sec. 2.6, § 2.6.4, no 2.6.4.1, p. 153, n. 30.
  8. Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.Friedmann-Lemaître (modèle de), p. 300, col. 1.
  9. Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.univers d'Einstein-de Sitter, p. 709, col. 1.
  10. Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.univers de Friedmann, p. 709, col. 1.
  11. a et b Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.univers de de Sitter, p. 708, col. 2.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • (en) « Density parameter (Ω) » [« Paramètre de densité (Ω) »], sur HyperPhysics (consulté le ).