As primeiras estruturas do universo foram, obviamente, compostas por partículas pequenas que uniram-se em conjuntos pela acção da gravidade. J. Jeans abordou o problema de instabilidades gravitacionais de uma distribuição de massa, um gás homogéneo.
A dinâmica de uma perturbação é regida por quatro equações:
– Eq. Continuidade
– Eq. Euler (hidrodinâmica)
– Eq. Poisson
– Eq. Estado
Após a equipartição radiação-matéria o universo é dominado pela matéria escura e a pressão torna-se nula, a velocidade do som tende para zero e, consequentemente, o número de onda – kj – tende para infinito. Ou seja, a massa de Jeans é nula para a componente de matéria escura.
Antes da equipartição a velocidade do som é semelhante à da luz, a pressão será a pressão fotónica e o número de onda de Jeans corresponde a H/c. Ou seja, as perturbações do fluido matéria-fotão não crescem antes da equipartição.
Estas estruturas formam-se devido a perturbações topológicas no tecido do universo. Ao considerarmos um universo em expansão, a competição entre efeitos de gravitação e pressão na evolução das perturbações anulam-se quando o comprimento de onda é igual ao comprimento de Jeans.
Quando o comprimento de onda é inferior ao comprimento de Jeans a pressão domina. O resultado será uma onda de compressão em que a amplitude decresce devido à expansão do universo. Se o comprimento de onda é superior ao comprimento de Jeans, então a gravitação domina e a amplitude da perturbação aumenta.
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