¿Hay más gravedad ahora que nunca?

Esta pregunta también me ha intrigado, y hay algunas maneras de abordar la respuesta.

El material en el universo fue originalmente distribuido de manera más uniforme. A medida que pasa el tiempo, se está transformando en una fase cada vez más grumosa. Cada vez hay más masa en los agujeros negros, y dado que la gravedad no es lineal, habría más gravedad por ese motivo, pero no se siente directamente ya que a distancia la gravedad del agujero negro no es más que lo que cayó en él. .

Bueno, eso no es del todo cierto, lo que nos lleva a una segunda observación. La materia aglomerada tiene más gravedad que la materia uniformemente dispersa. Descubrí esto por accidente al intentar simular una gravedad de nube de polvo con métodos numéricos. Había un componente fuerte que no pensé que debería estar allí. Después de un tiempo, me di cuenta de que era proporcional a mi tamaño de paso de granularidad de polvo. Finalmente, me di cuenta de que iría a cero si pudiera hacer que mi paso fuera cero. Entonces, a medida que la materia en el universo se vuelve grumosa, cayendo en supercúmulos, cúmulos, galaxias, estrellas y similares, tiene un efecto diferente de largo alcance. La gravedad de una capa de material grumoso ya no sigue el teorema de la capa de Newton. Atrae la materia interior hacia afuera. Lejos del caparazón, supongo que no verás ninguna diferencia, pero en cualquier lugar dentro de unas pocas docenas de radios del caparazón o la nube (y los supercúmulos tienen radios realmente grandes) ves un aumento “aparente” de la gravedad. En realidad se conserva, pero se vuelve más direccional, no uniforme. Pero afecta el movimiento de los objetos como si fuera más fuerte.

Y finalmente, si los objetos en el universo realmente se están alejando de la expansión (hay algo de confusión en esto, pero toma demasiado espacio para entrar aquí), entonces la gravedad debería estar debilitándose. No es la cantidad total, por supuesto, ya que es proporcional a la energía de masa que se conserva, pero si se distribuye en más espacio, entonces la densidad de la energía de masa es menor y el potencial gravitacional es menor.

Hay una consecuencia interesante de que el último ítem sobre el potencial gravitacional se vuelve menos (menos negativo, más hacia cero). Eso significa que la dilatación del tiempo es menor. La “luz antigua” aparecería roja desplazada. Pues lo hace. Lo atribuimos a la expansión del espacio y al estiramiento de las longitudes de onda de la luz. Bueno, el cambio rojo directo debido a un potencial cambiante también es resultado de la expansión, pero ¿es un efecto separado? La constante de Hubble ha sido recalibrada varias veces. No estoy completamente seguro de que sea así incluso ahora. Tienen algunas inferencias bastante buenas en las llamadas “velas estándar”. Por lo tanto, tal vez no haya ningún efecto del cambio en la dilatación del tiempo.

Antes de dar un suspiro de alivio, eso es realmente una mala noticia. Si no hay efecto por la dilatación del tiempo, eso significa que el potencial gravitacional no disminuye y el volumen del universo no aumenta, y nuestra metáfora de un “universo en expansión” no es correcta. En cambio, podríamos tener un universo en el que los objetos se están contrayendo. Eso explicaría por qué el potencial gravitacional no está cambiando, porque depende de la distancia coordinada, no de la distancia adecuada (inferido de la métrica de Schwarzschild).

Entonces, muy buena pregunta. Difícil de responder correctamente sin admitir cuánto se desconoce o al menos no se verifica completamente.

Supongo que se refiere a la gravedad universal, no solo a la gravedad de la Tierra. Creo que no es una medida constante universal. La energía y la masa son intercambiables, la masa tiene gravedad, en cuanto a la energía, eso lo dejaré a los físicos teóricos. Cuando una estrella muere en una gran explosión, la mayor parte de su masa se convierte en energía. De hecho, durante la vida de una estrella, convierte continuamente la masa en energía. Perder peso constantemente cada segundo de su existencia. Al igual que una persona común cuyo peso varía de vez en cuando. Creo que el universo hace algo similar.

La pregunta es bastante vaga, así que aquí hay algunas respuestas.

1. En la tierra: no, no por ninguna cantidad notable.
2. El sol: pierde masa lentamente mientras irradia energía. De nuevo, la diferencia es minúscula
3. El universo: este es un poco más complicado. La gravedad si existió en el Big Bang sigue siendo un misterio y necesitaremos una teoría cuántica de la gravedad para describirla. Después del Big Bang, la gravedad se convirtió en un factor dominante en la evolución del universo. Pero no hay evidencia de que fuera más débil.

No, la gravedad se ha mantenido más o menos estable durante los últimos 4.500 millones de años.