金斯不稳定性

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金斯不稳定性( Jeans instability ),由万有引力产生的一种不稳定性,因金斯在二十世纪初最先研究而得名。对于一个自引力体系,如果它的基态是均匀的或准均匀的,密度为ρ0,则存在一个临界波长λJ,亦称金斯波长:

金斯波长.gif

式中 G为万有引力常数; α 0为声速。 λ J的基本性质是:尺度小于λ J的密度扰动,只能在体系中传播而不能增长;尺度大于λ J的密度扰动将随时间而增长,即密度大的地方将变得更密,这就是 不稳定性。这个 不稳定性判据称为 金 斯判据。对于一个无转动的体系,临界波长λ J与整个体系的尺度为同一量级,因此,对于尺度为λ J的扰动来说,体系不能看做是均匀或准均匀的,上述结论就不适用。对于一个有转动的体系,λ J可能小于体系的尺度,可以应用上述结论。尽管 金 斯 不稳定性在定量的应用上有这些局限性,但 金 斯的论证方法是简单而富有启发性的,它体现了在自引力介质中两个主要的物理因素──引力和压力之间的对抗。因此,即使在基态不满足准均匀性条件时, 金 斯 不稳定性的 定性结果仍然是有价值的。