ملف:Mplwp universe scale evolution.svg

الملف الأصلي(ملف SVG، أبعاده 600 × 450 بكسل، حجم الملف: 57 كيلوبايت)

ملخص

الوصف
English: Plot of the evolution of the size of the universe (scale parameter a) over time (in billion years, Gyr). Different models are shown, which are all solutions to the Friedmann equations with different parameters. The evolution is governed by the equation
.

Here is the radiation density, the matter density, the curvature parameter and the dark energy, all normalized such that represents the fact that today's expansion rate is .
Plotted parameter sets:

  • De Sitter universe: Only dark energy:
  • Lambda-CDM model: The model that fits the observations best: ,
  • An empty universe (no relevant contributions of matter, radiation, dark energy) with negative curvature:
  • Einstein–de_Sitter universe: A flat universe dominated by cold matter:
  • A closed Friedmann model: ,
التاريخ
المصدر عمل شخصي
المؤلف Geek3
SVG منشأ الملف
InfoField
 
الشيفرة المصدرية لهذا الرسم المتجه صالحة.
 
هذا الرسم المتجهي أُنشئ بواسطة mplwp, the Matplotlib extension for Wikipedia plots
نص برمجي مصدري
InfoField

Python code

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf8 -*-

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl
import numpy as np
from math import *

code_website = 'http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Geek3/mplwp'
try:
    import mplwp
except ImportError, er:
    print 'ImportError:', er
    print 'You need to download mplwp.py from', code_website
    exit(1)

name = 'mplwp_universe_scale_evolution.svg'
fig = mplwp.fig_standard(mpl)
fig.set_size_inches(600 / 72.0, 450 / 72.0)
mplwp.set_bordersize(fig, 58.5, 16.5, 16.5, 44.5)
xlim = -17, 22; fig.gca().set_xlim(xlim)
ylim = 0, 3; fig.gca().set_ylim(ylim)
mplwp.mark_axeszero(fig.gca(), y0=1)

import scipy.optimize as op
from scipy.integrate import odeint

tH = 978. / 68. # Hubble time in Gyr

def Hubble(a, matter, rad, k, darkE):
    # the Friedman equation gives the relative expansion rate
    a = a[0]
    if a <= 0: return 0.
    r = rad / a**4 + matter / a**3 + k / a**2 + darkE
    if r < 0: return 0.
    return sqrt(r) / tH

def scale(t, matter, rad, k, darkE):
    return odeint(lambda a, t: a*Hubble(a, matter, rad, k, darkE), 1., [0, t])

def scaled_closed_matteronly(t, m):
    # analytic solution for matter m > 1, rad=0, darkE=0
    t0 = acos(2./m-1) * 0.5 * m / (m-1)**1.5 - 1. / (m-1)
    try: psi = op.brentq(lambda p: (p - sin(p))*m/2./(m-1)**1.5
                                   - t/tH - t0, 0, 2 * pi)
    except Exception: psi=0
    a = (1.0 - cos(psi)) * m * 0.5 / (m-1.)
    return a

# De Sitter http://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe
matter=0; rad=0; k=0; darkE=1
t = np.linspace(xlim[0], xlim[-1], 5001)
a = [scale(tt, matter, rad, k, darkE)[1,0] for tt in t]
plt.plot(t, a, zorder=-2,
         label=ur'$\Omega_\Lambda=1$,               de Sitter')

# Standard Lambda-CDM https://en.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM_model
matter=0.3; rad=0.; k=0; darkE=0.7
t0 = op.brentq(lambda t: scale(t, matter, rad, k, darkE)[1,0], -20, 0)
t = np.linspace(t0, xlim[-1], 5001)
a = [scale(tt, matter, rad, k, darkE)[1,0] for tt in t]
plt.plot(t, a, zorder=-1,
    label=ur'$\Omega_m=0.\!3,\Omega_\Lambda=0.\!7$, $\Lambda$CDM')

# Empty universe
matter=0; rad=0; k=1; darkE=0
t0 = op.brentq(lambda t: scale(t, matter, rad, k, darkE)[1,0], -20, 0)
t = np.linspace(t0, xlim[-1], 5001)
a = [scale(tt, matter, rad, k, darkE)[1,0] for tt in t]
plt.plot(t, a, label=ur'$\Omega_k=1$,    empty universe', zorder=-3)

'''
# Open Friedmann
matter=0.5; rad=0.; k=0.5; darkE=0
t0 = op.brentq(lambda t: scale(t, matter, rad, k, darkE)[1,0], -20, 0)
t = np.linspace(t0, xlim[-1], 5001)
a = [scale(tt, matter, rad, k, darkE)[1,0] for tt in t]
plt.plot(t, a, label=ur'$\Omega_m=0.\!5, \Omega_k=0.5$')
'''

# Einstein de Sitter http://en.wikipedia.org/wiki/Einstein–de_Sitter_universe
matter=1.; rad=0.; k=0; darkE=0
t0 = op.brentq(lambda t: scale(t, matter, rad, k, darkE)[1,0], -20, 0)
t = np.linspace(t0, xlim[-1], 5001)
a = [scale(tt, matter, rad, k, darkE)[1,0] for tt in t]
plt.plot(t, a, label=ur'$\Omega_m=1$, Einstein de Sitter', zorder=-4)

'''
# Radiation dominated
matter=0; rad=1.; k=0; darkE=0
t0 = op.brentq(lambda t: scale(t, matter, rad, k, darkE)[1,0], -20, 0)
t = np.linspace(t0, xlim[-1], 5001)
a = [scale(tt, matter, rad, k, darkE)[1,0] for tt in t]
plt.plot(t, a, label=ur'$\Omega_r=1$')
'''

# Closed Friedmann
matter=6; rad=0.; k=-5; darkE=0
t0 = op.brentq(lambda t: scaled_closed_matteronly(t, matter)-1e-9, -20, 0)
t1 = op.brentq(lambda t: scaled_closed_matteronly(t, matter)-1e-9, 0, 20)
t = np.linspace(t0, t1, 5001)
a = [scaled_closed_matteronly(tt, matter) for tt in t]
plt.plot(t, a, label=ur'$\Omega_m=6, \Omega_k=\u22125$,    closed', zorder=-5)

plt.xlabel('t [Gyr]')
plt.ylabel(ur'$a/a_0$')
plt.legend(loc='upper left', borderaxespad=0.6, handletextpad=0.5)
plt.savefig(name)
mplwp.postprocess(name)

ترخيص

أنا، صاحب حقوق التأليف والنشر لهذا العمل، أنشر هذا العمل تحت الرخصة التالية:
w:ar:مشاع إبداعي
نسب العمل إلى مُؤَلِّفه الإلزام بترخيص المُشتقات بالمثل
يحقُّ لك:
  • مشاركة العمل – نسخ العمل وتوزيعه وبثُّه
  • إعادة إنتاج العمل – تعديل العمل
حسب الشروط التالية:
  • نسب العمل إلى مُؤَلِّفه – يلزم نسب العمل إلى مُؤَلِّفه بشكل مناسب وتوفير رابط للرخصة وتحديد ما إذا أجريت تغييرات. بالإمكان القيام بذلك بأية طريقة معقولة، ولكن ليس بأية طريقة تشير إلى أن المرخِّص يوافقك على الاستعمال.
  • الإلزام بترخيص المُشتقات بالمثل – إذا أعدت إنتاج المواد أو غيرت فيها، فيلزم أن تنشر مساهماتك المُشتقَّة عن الأصل تحت ترخيص الأصل نفسه أو تحت ترخيص مُتوافِقٍ معه.

الشروحات

أضف شرحاً من سطر واحد لما يُمثِّله هذا الملف

العناصر المصورة في هذا الملف

يُصوِّر

١٧ أبريل 2017

تاريخ الملف

اضغط على زمن/تاريخ لرؤية الملف كما بدا في هذا الزمن.

زمن/تاريخصورة مصغرةالأبعادمستخدمتعليق
حالي00:12، 17 أبريل 2017تصغير للنسخة بتاريخ 00:12، 17 أبريل 2017600 × 450 (57 كيلوبايت)Geek3validator fix
22:33، 16 أبريل 2017تصغير للنسخة بتاريخ 22:33، 16 أبريل 2017600 × 450 (57 كيلوبايت)Geek3{{Information |Description ={{en|1=Plot of the evolution of the size of the universe (scale parameter ''a'') over time (in billion years, Gyr). Different models are shown, which are all solutions to the {{W|Friedmann equations|Friedmann equations}}...

الصفحة التالية تستخدم هذا الملف:

الاستخدام العالمي للملف

الويكيات الأخرى التالية تستخدم هذا الملف:

بيانات وصفية