ΛCDM (lue "Lambda-CDM") - lyhenne sanoista Lambda-Cold Dark Matter , moderni standardi kosmologinen malli [1] , jossa avaruuslitteä Universumi on täytetty tavallisen baryonisen aineen lisäksi pimeällä energialla (kuvaa kosmologinen vakio Λ Einsteinin yhtälöissä ) ja kylmä pimeä aine ( eng. Cold Dark Matter ). Tämän mallin mukaan havaintojen (erityisesti Planckin avaruusobservatorion ) kanssa sopiakseen maailmankaikkeuden ikään tulisi ottaa 13,799 ± 0,021 miljardia vuotta [2] .
Malli olettaa, että yleinen suhteellisuusteoria on oikea painovoimateoria kosmologisissa mittakaavassa. ΛCDM syntyi 1990-luvun lopulla, ja se sisältää kosmologisen inflaation alkuräjähdyksen alkuvaiheessa selittääkseen maailmankaikkeuden tilatason tasaisuuden ja häiriöiden alkuperäisen kirjon.
Useimmat nykyaikaiset kosmologiset mallit perustuvat kosmologiseen periaatteeseen , jonka mukaan sijaintimme universumissa ei ole erityisen näkyvä ja että riittävän suuressa mittakaavassa universumi näyttää samalta kaikkiin suuntiin ( isotrooppinen ) ja joka paikasta (homogeenisuus). [3] . Tämä periaate ei ole ehdoton vaatimus - postulaatti , vaan pikemminkin olettamus - eli sitä pidetään totta, kunnes toisin todistetaan.
Malli sisältää maailmankaikkeuden laajenemisen , jota tukee hyvin kaukaisten galaksien ja kvasaarien spektrien kosmologinen punasiirtymä .
Kosmisen mikroaaltotaustan löytö vuonna 1965 vahvisti alkuräjähdyksen kosmologian keskeisen ennusteen . Siitä hetkestä lähtien oletettiin, että maailmankaikkeus laajeni ajan myötä ja sen varhainen tila oli tiheä ja kuuma.
Laajenemisnopeus riippuu universumin aineen ja energian runsaudesta ja tyypistä ja erityisesti siitä, onko kokonaistiheys niin sanotun kriittisen tiheyden ylä- vai alapuolella . 1970 -luvulla puhtaasti baryoninen malli herätti kosmologien päähuomion , mutta tässä lähestymistavassa galaksien muodostumisen selittämisessä oli vakavia ongelmia, koska kosmisen mikroaaltotaustan anisotropia oli hyvin pieni , jolle saatiin vakavia yläarvioita jo silloin. . 1980-luvun alussa kävi selväksi, että tämä ongelma voitaisiin ratkaista olettaen, että kylmä pimeä aine hallitsee baryonista ainetta .
Eri mallit tarjoavat erilaiset tavallisten ja pimeiden energioiden ja massojen suhteet. 1980-luvulla suurin osa tutkimuksesta keskittyi kylmän pimeän aineen malliin, jonka kriittinen tiheys oli noin 95 % pimeää ainetta ja 5 % baryoneja: nämä työt selittivät menestyksekkäästi galaksien ja galaksiklusterien muodostumista, mutta 1990-luvulla kävi ilmi, että tulokset galaksien laajamittaisten jakaumien spektristä yhdessä kosmisen mikroaaltotaustan mitatun anisotropian kanssa ovat ristiriidassa tällaisen mallin kanssa [4] .
ΛCDM-mallista tuli standardi pian maailmankaikkeuden laajenemisen kiihtyvyyden havaitsemisen jälkeen vuonna 1998, sillä edellä mainitut ristiriidat ratkesivat siinä yksinkertaisesti ja luonnollisesti.
Nykyaikaiset havainnot, erityisesti Hubble-vakion mittaus , osoittavat poikkeamia ΛCDM-mallista käyttämällä FLRW-metriikkaa . [5] [6]
| Kosmologia | |
|---|---|
| Peruskäsitteet ja esineet | |
| Universumin historia | |
| Universumin rakenne | |
| Teoreettiset käsitteet | |
| Kokeilut | |
| Portaali: Tähtitiede | |