Quintessenza (fisica)

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In fisica, la quintessenza è una forma di energia oscura ipotetica postulata come una spiegazione per le osservazioni di un universo in accelerazione. È stata proposta da alcuni fisici la teoria che essa possa essere una quinta forza fondamentale. Il concetto di quintessenza differisce dalla costante cosmologica di energia oscura in quanto si tratta di un'equazione dinamica che cambia nel tempo, mentre la costante cosmologica rimane sempre costante nel corso della storia dall'inizio alla fine. Si suppone che la quintessenza possa essere attrattiva o repulsiva a seconda del rapporto tra cinetica ed energia potenziale nell'universo. In particolare, si pensa che la quintessenza divenne repulsiva circa 10 miliardi di anni fa (l'universo è di circa 14 miliardi di anni). La quintessenza è un campo scalare la cui equazione di stato wq, definita come il rapporto tra pressione pq e la sua densità \rhoq, è data dalla energia potenziale V(Q) e un termine cinetico:

{w_q=p_q/\rho_q=\frac{\frac{1}{2}\dot{Q}^2-V(Q)}{\frac{1}{2}\dot{Q}^2+V(Q)},}.

Quindi, la quintessenza è dinamica, e generalmente ha una densità ed equazione di stato che varia nel tempo. Al contrario, una costante cosmologica è statica, con una densità di energia fissa e wq = −1.

Si suppone sia un tipo di energia del vuoto, le cui proprietà fisiche sono definite dalla seguente equazione di stato (che mette in relazione la pressione pq e la densità ρq):

p_q = w\rho_q

In generale, il parametro w può variare con il tempo cosmologico. Se w<-1/3, la quintessenza agisce come un campo repulsivo, espandendo lo spazio, ed è questa proprietà che rende la quintessenza un possibile candidato per l'energia oscura.

Una costante cosmologica non nulla può essere vista come un caso speciale dove w=-1 e non varia nel tempo.

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