临界密度 百科内容来自于: 百度百科

在1立方米的空间里只有一个最轻的原子,这样的密度叫临界密度。

生物学定义

一般说来,生物密度是指,单位空间内种群或个体的数量。
在生物种群的整个生命过程中,存在新生和死亡两个方面。因此,临界密度主要包括两个方面:
1.本种群的出生个体与死亡个体的动态平衡;
2.种群与种群之间,由于食物链或竞争关系形成的数量平衡。
当其中的某些个体或种群产生竞争优势时,平衡就会被打破,密度就会相应的上升或下降,当处于恰好平衡的状态时,该个体或种群的密度就称之为生物学临界密度。

空间物理学定义

概述

以物质为主的宇宙在很长时间停止膨胀所需的宇宙密度,成为临界密度ρ0。对于哈勃常数为70KM/(秒·百万秒差距),ρ0=0.9×10^(-29)克/厘米^3 (^后为指数)。这是非常小的数值。假设它们全是氢原子,相应密度是0.5×10^-5原子/厘米^3。更方便的量是密度参数Ω0——实际密度与临界密度的比值。对于实际密度等于临界密度,Ω0=1。对于Ω0>1,宇宙膨胀会停止而转为收缩,最终导致大反冲,对于Ω0<1,宇宙会永远膨胀下去。
以能量为主的宇宙,Ω0变为Ωmatter与ΩΛ之和。因此,Ω0决定宇宙的几何学。对于Ω0<1宇宙是张开的;对于Ω0=1,宇宙是平的,Ω0>1,宇宙是闭的
通俗地说,如果宇宙中物质非常多,物质密度超过临界密度,物质的引力会导致宇宙的膨胀减速,宇宙的膨胀最后会停止,并逆转为收缩。
如果物质密度等于或低于临界密度,则宇宙会一直膨胀下去。
另外,宇宙的几何形状也与密度有关: 如果密度大于临界密度,宇宙的几何应该是封闭的;如果密度等于临界密度,宇宙的几何是平直的;如果宇宙的密度小于临界密度,宇宙的几何是开放的。并且宇宙膨胀将会变得非常慢,但会永远膨胀下去。
物质密度大于临界密度的宇宙是闭宇宙。物质密度低于临界密度的宇宙是开宇宙。物质密度等于临界密度,则为平宇宙。
也就是说,如果密度参数大于一,宇宙在空间上是闭合的,宇宙会最终停止膨胀并开始坍缩;如果密度参数小于一,宇宙在空间上是开放的,宇宙会一直保持膨胀下去。如果将空间曲率真空能量都一起考虑到密度参数中,也有可能出现密度参数正好等于一的情况。真空能量能减低物质密度的参数。由于真空能量作用,现宇宙接近平直宇宙。

物质密度与引力的关系

空间中的物质密度变小,引力不再占主导地位,宇宙开始加速膨胀。物质密度越小,引力地位越低。

现宇宙中物质密度与能量密度的关系

现在物质占主导地位的宇宙,意味着宇宙中物质的密度远超过辐射的密度。另一种情形是辐射密度远大于物质密度,辐射主导宇宙。
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- 来自原声例句
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