基本介紹
- 中文名：金斯不穩定性
- 外文名：Jeans instability
簡介,臨界尺度,
簡介
由萬有引力產生的一種不穩定性，因詹姆斯·霍普伍德·金斯(James Hopwood Jeans)在二十世紀初最先研究而得名。對於一個自引力體系，如果它的基態是均勻的或準均勻的，密度為ρ0，則存在一個臨界波長λJ，亦稱金斯波長：
式中G為萬有引力常數；α0為聲速。λJ的基本性質是:尺度小於λJ的密度擾動,只能在體系中傳播而不能增長;尺度大於λJ的密度擾動將隨時間而增長，即密度大的地方將變得更密，這就是不穩定性。這個不穩定性判據稱為金斯判據。對於一個無轉動的體系，臨界波長λJ與整個體系的尺度為同一量級，因此，對於尺度為λJ的擾動來說，體系不能看做是均勻或準均勻的，上述結論就不適用。對於一個有轉動的體系,λJ可能小於體系的尺度,可以套用上述結論。儘管金斯不穩定性在定量的套用上有這些局限性，但金斯的論證方法是簡單而富有啟發性的，它體現了在自引力介質中兩個主要的物理因素──引力和壓力之間的對抗。因此，即使在基態不滿足準均勻性條件時，金斯不穩定性的定性結果仍然是有價值的。
臨界尺度
如果熱壓力足夠高，則微小的密度漲落能夠被熱壓力所克服，如果熱壓力比起引力來是可以忽略的，那么微小的密度漲落能夠被無限放大，最終導致整個分子雲在引力的作用下塌縮。塌縮的臨界尺度為
稱為金斯長度。如果密度擾動區域的長度大於金斯長度時，會發生引力塌縮。對於給定尺度L的分子雲，定義金斯密度
定義金斯質量
當分子雲的密度大於金斯密度或質量大於金斯質量時，會發生引力塌縮。塌縮的過程中介質的黏性可以忽略，因此塌縮時標是自由落體時標
