Космологическое уравнение состояния

---

Космологическое уравнение состояния (уравнение состояния космологической модели) — зависимость давления от плотности энергии определённой среды. В космологии принимают, что давление ${\displaystyle P}$ зависит линейно от плотности энергии ${\displaystyle \varepsilon }$: ${\displaystyle P=w\varepsilon \,.}$ Уравнение состояния определяет, как со временем происходит расширение Вселенной и изменение плотности энергии самой среды. Для нерелятивисткого вещества безразмерные коэффициент пропорциональности ${\displaystyle w_{m}=0\,,}$ для излучения и релятивистских частиц ${\displaystyle w_{r}=1/3\,.}$ Среда с уравнением состояния, для которого ${\displaystyle w<-1/3}$ приводит к ускорению расширения Вселенной и называется тёмной энергией; наиболее общепринятым вариантом тёмной энергии является космологическая постоянная с ${\displaystyle w_{\Lambda }=-1\,.}$

Уравнения состояния в общем виде могут иметь сложный вид, но поскольку космология обычно имеет дело с разреженными средами, то зависимость давления ${\displaystyle P}$ от плотности энергии ${\displaystyle \varepsilon }$ представляют в линейном виде: ${\displaystyle P=w\varepsilon }$, где ${\displaystyle w}$ ― безразмерная величина^[1].

Уравнение состояния различных сред во Вселенной и их плотность — параметры, от которых зависит расширение Вселенной. Его можно описать следующими уравнениями^[1][2]:

---