Finden der Gleichung für die Energiedichte der Materie

Ich versuche, eine Gleichung für die Energiedichte der Materie des Universums aufzustellen ρ ( t ) , vorausgesetzt, die Anzahl der Teilchen bleibt erhalten und die Energie der Ruhemasse ist viel größer als die kinetische Energie. ρ ( t ) sollte eine Funktion des Skalierungsfaktors des Universums sein a ( t ) , Teilchenmasse m , und die Anzahldichte der Teilchen n ( t 0 ) .

Ich bin mir nicht sicher, wie ich das angehen soll, da ρ ( t ) ist in Einheiten von M a s s L e n g t h 3 , m ist in Einheiten von M a s s P a r t ich c l e , n ( t 0 ) ist in Einheiten von P a r t ich c l e L e n g t h 3 , und a ( t ) ist in Einheiten von L e n g t h . Ich denke, es könnte einen Faktor geben a ( t ) a ( t 0 ) oder a ( t 0 ) a ( t ) , aber ich weiß nicht, woher ich das nehmen soll.

Irgendeine Hilfe?

BEARBEITEN! ich habe es vergessen a ( t ) ist dimensionslos.

Kennen Sie die Friedmann-Gleichungen ?

Antworten (1)

Energiedichte ρ n m c 2 wenn kinetische Energie unwichtig ist (und Sie dunkle Energie und andere Formen der Energiedichte ignorieren).

Aber die Anzahldichte der Teilchen variiert wie a 3 .

Daher

ρ ρ 0 = a 3 ,
wo ρ 0 = n ( 0 ) m c 2 ist die heutige Energiedichte und der heutige Skalierungsfaktor ist 1.

Danke, das habe ich endlich herausgefunden. Aber bist du sicher, dass es das nicht ist? a 4 ? Denn als nächstes muss ich die Friedmann-Gleichung integrieren, und das ist viel einfacher zu verwenden ρ a 4 .
@spuds Ich bin mir sicher, dass ich Ihre (cross-posted) Frage beantwortet habe. Die Massendichte (und Energiedichte, wenn nur die Ruhemasse wichtig ist) skaliert als a 3 .