Wolfram Language™

Modélisez la composition de l'univers dans le temps

Découvrez comment la composition de l'univers change avec le temps, selon le modèle standard ΛCDM (Lambda de matière noire froide ).

Calculez les valeurs des indices de densité d'énergie, la matière et la radiation sombre à différents âges de l'univers, allant de 1000 ans à d'années.

In[1]:=

ages = Quantity[10^Range[3, 11, 0.2], "Years"];

In[2]:=

darkenergy = Table[UniverseModelData[t, "DarkEnergyDensityRatio"], {t, ages}]; matter = Table[ UniverseModelData[t, "MatterEnergyDensityRatio"], {t, ages}]; radiation = Table[UniverseModelData[t, "RadiationEnergyDensityRatio"], {t, ages}];

Représentez l'évolution dans le temps pour les trois composantes, indiquant l'âge actuel de l'univers avec une barre verticale. Actuellement, la composante la plus importante est l'énergie sombre.

In[3]:=

data = { Transpose[{ages, darkenergy}], Transpose[{ages, darkenergy + matter}], Transpose[{ages, darkenergy + matter + radiation}] }; ListLogLinearPlot[data, PlotRange -> All, Joined -> True, Filling -> {1 -> Axis, 2 -> {1}, 3 -> {2}}, FrameLabel -> Automatic, GridLines -> {{13.8*10^9}, None}, PlotRangePadding -> 0, Frame -> True, PlotLegends -> {"DarkEnergyDensity", "MatterEnergyDensity", "RadiationEnergyDensity"}]

Out[3]=

Découvrez lorsque la température de radiation de fond aurait été entre 273 et 373 K (l'«Époque Habitable» de l'univers).

In[4]:=

period = t /. FindRoot[ Quantity[#, "Kelvins"] == UniverseModelData[t, "RadiationTemperature"], {t, Quantity[1, "Megayears"]}, Evaluated -> False] & /@ {273, 373}

Out[4]=

In[5]:=

Grid[{#, UniverseModelData[#, "RadiationTemperature"]} & /@ Through[{Min, Mean, Max}[period]], Dividers -> All]

Out[5]=