Vés al contingut

Fitxer:Mplwp universe scale evolution.svg

El contingut de la pàgina no s'admet en altres llengües.
De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure

Fitxer original (fitxer SVG, nominalment 600 × 450 píxels, mida del fitxer: 57 Ko)

Descripció a Commons

Resum

Descripció
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: ,
Data
Font Treball propi
Autor Geek3
SVG genesis
InfoField
 
El codi font d'aquest SVG és vàlid.
 
Aquesta imatge vectorial ha estat creada amb mplwp, the Matplotlib extension for Wikipedia plots
Codi font
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)

Llicència

Jo, el titular dels drets d'autor d'aquest treball, el public sota la següent llicència:
w:ca:Creative Commons
reconeixement compartir igual
This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license.
Sou lliure de:
  • compartir – copiar, distribuir i comunicar públicament l'obra
  • adaptar – fer-ne obres derivades
Amb les condicions següents:
  • reconeixement – Heu de donar la informació adequada sobre l'autor, proporcionar un enllaç a la llicència i indicar si s'han realitzat canvis. Podeu fer-ho amb qualsevol mitjà raonable, però de cap manera no suggereixi que l'autor us dóna suport o aprova l'ús que en feu.
  • compartir igual – Si modifiqueu, transformeu, o generareu amb el material, haureu de distribuir les vostres contribucions sota una llicència similar o una de compatible com l'original

Llegendes

Afegeix una explicació d'una línia del que representa aquest fitxer

Elements representats en aquest fitxer

representa l'entitat

Historial del fitxer

Cliqueu una data/hora per veure el fitxer tal com era aleshores.

Data/horaMiniaturaDimensionsUsuari/aComentari
actual01:12, 17 abr 2017Miniatura per a la versió del 01:12, 17 abr 2017600 × 450 (57 Ko)Geek3validator fix
23:33, 16 abr 2017Miniatura per a la versió del 23:33, 16 abr 2017600 × 450 (57 Ko)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}}...

La pàgina següent utilitza aquest fitxer:

Ús global del fitxer

Utilització d'aquest fitxer en altres wikis:

Metadades