Densidad de materia según corrimiento al rojo

Introduzca la densidad presente en kilogramos por metro cúbico y un corrimiento al rojo igual o superior a -1 para recibir rho(z), el multiplicador y el valor intermedio 1 + z. El cálculo es determinista y aplica la relación estándar de escala volumétrica de la materia no relativista. Resulta útil para comprobaciones cosmológicas, ejercicios, entradas de modelos y flujos API reproducibles.

Qué significa la escala con el corrimiento al rojo

En un modelo cosmológico en expansión, la materia no relativista conservada pierde densidad conforme aumenta el volumen físico. Las dimensiones lineales varían con el factor de escala cosmológico, mientras que el volumen lo hace con su cubo. El corrimiento al rojo se relaciona con ese factor mediante a = 1/(1 + z); por tanto, al mirar hacia un corrimiento positivo, la densidad de materia respecto de su valor actual aumenta como (1 + z)^3. La calculadora aplica directamente rho(z) = rho0(1 + z)^3. Con z igual a cero conserva la densidad presente. Con z igual a uno, el multiplicador es ocho, porque dos al cubo es ocho. Con z igual a dos, vale veintisiete. El resultado se expresa en kilogramos por metro cúbico, la unidad exigida para la densidad actual. La relación solo describe la dilución de materia; no calcula densidad de radiación, energía oscura, densidad crítica ni la historia completa de expansión. Esos componentes evolucionan de otra manera y no deben sustituir la entrada sin una justificación específica del modelo.

Cómo introducir los valores e interpretar el resultado

Indique present_density_kg_m3 como un número finito y no negativo en kilogramos por metro cúbico, y redshift como un número finito mayor o igual que -1. La notación científica es adecuada para densidades cosmológicas; por ejemplo, puede escribir 2.7e-27 sin desplegar todos los ceros. La salida repite ambas entradas, muestra one_plus_redshift, ofrece el scaling_factor adimensional y devuelve matter_density_kg_m3 como resultado principal. También incluye la unidad y la fórmula, de modo que los resultados almacenados sigan siendo comprensibles fuera de la calculadora. Con una densidad presente de 2.7e-27 kg/m^3 y z = 2, uno más el corrimiento es 3 y el factor es 27. Al multiplicar por 27 se obtiene la densidad buscada. La salida numérica usa la precisión de los números de JavaScript, apropiada para cálculos científicos habituales, pero no equivale a aritmética decimal de precisión arbitraria. Mantenga unidades SI coherentes al comparar o reutilizar el resultado.

Límites del dominio e interpretación científica

La calculadora rechaza corrimientos al rojo inferiores a -1. En z = -1, uno más el corrimiento vale cero y esta escala matemática devuelve densidad cero. Por debajo de -1, 1 + z sería negativo y quedaría fuera del dominio físico de la relación, por lo que se informa de una entrada no válida en lugar de producir una densidad negativa engañosa. También se rechaza una densidad actual negativa, pues la densidad de materia ordinaria no puede serlo. La fórmula presupone que el componente material escala exactamente con el inverso del volumen físico y que rho0 es el valor presente del mismo componente. No deduce rho0 a partir de un parámetro de densidad, la constante de Hubble o un modelo de densidad crítica, ni contempla creación, desintegración, interacciones o transiciones relativistas. Para cosmología de precisión, use los parámetros y convenios del conjunto de datos pertinente y propague por separado sus incertidumbres. La herramienta ofrece un cálculo transparente: expone el multiplicador, deja claro el comportamiento en los límites y produce idéntico resultado con idénticas entradas en el navegador o mediante la API.