Desde el Big Bang, ¿ha aumentado la cantidad de masa en el universo? ¿Está disminuyendo la cantidad de energía en el universo?

En primer lugar, la masa no es una invariante relativista: diferentes observadores no estarán de acuerdo en la cantidad de masa que ven. La cantidad relativista en cuestión no es un número, sino un llamado tensor, el tensor tensión-energía-momento que describe el contenido energético de la materia. Los componentes de este tensor incluyen la masa en reposo, la energía cinética, el momento, la presión y las tensiones internas … pero estos componentes difieren según el sistema de coordenadas del observador que se use para expresarlos.

Entonces, una pregunta más apropiada es: ¿se conserva el tensor de estrés-energía-momento en el universo?

Sin embargo, una vez más, no hay una respuesta simple. Podemos decir con certeza que se conserva localmente: la llamada divergencia del tensor de tensión-energía-momento es cero. Lo que esto significa, en la práctica, es que si tuvieras que medir el tensor de momento de energía de estrés es un volumen lo suficientemente pequeño, si cambia, su cambio sería proporcional a la cantidad de momento de energía de estrés que cruza el límite de ese volumen

Sin embargo, ¿se puede generalizar a todo el universo? No exactamente. Primero, está la topología (forma general) de todo el universo: si no es trivial, las leyes de conservación pueden desaparecer. Pero quizás todo el universo tiene, por ejemplo, una topología euclidiana simple. ¿Entonces que?

Bueno, el problema se convierte en esto: no podemos ignorar el campo gravitacional. El campo gravitacional siempre se puede ignorar en un volumen lo suficientemente pequeño. (Y así reemplazamos la gravedad con el movimiento acelerado, que es la base de la relatividad general). Pero en escalas lo suficientemente grandes como para que el campo gravitacional ya no pueda verse como homogéneo, las cosas no son tan simples. El campo gravitacional también transporta energía, pero la cantidad de energía del campo gravitacional realmente depende del observador. Desde Einstein, los investigadores han estado tratando de construir definiciones inequívocas para la energía del campo gravitacional en forma de tensor; por ejemplo, el pseudotensor de Einstein o el pseudotensor de Landau-Lifshitz.

De todos modos, en la medida en que estas formulaciones, en particular el pseudotensor Landau-Lifshitz, representan correctamente la energía del campo gravitacional a grandes escalas, y la topología del universo es trivial, entonces sí, el ímpetu total de energía-estrés del universo es de hecho conservado.

Pero la materia oscura no tiene nada que ver con esto. Suponiendo que incluso exista, su tensor de tensión-energía-momento es el de un fluido perfecto sin presión. Sin embargo, es incorrecto llegar a la conclusión de que su masa es “verdadera” masa en reposo en el nivel de física de partículas. Después de todo, eso ni siquiera es cierto para la materia ordinaria. La próxima vez que sienta el peso de algo, incluido su propio cuerpo, considere esto: aproximadamente el 99% de ese peso NO se debe a las masas en reposo de partículas elementales constituyentes (quarks) sino a la efímera energía de unión entre ellas. Podría decirse que lo que usted ve como “materia” es en sí mismo un 99% de energía y solo un 1% de masa “verdadera” en reposo.

Que la cantidad de materia oscura en el universo sea constante o no depende de cómo interactúa la materia oscura a) consigo misma, yb) con la materia ordinaria. Si la materia oscura interactúa consigo misma, puede (lentamente) descomponerse en radiación. Si la materia oscura interactúa con la materia ordinaria, puede intercambiar energía e impulso con la materia ordinaria, (lentamente) inclinando el equilibrio a favor de uno u otro.

Sin embargo, la materia oscura es “oscura” precisamente porque no interactúa mucho. Y los experimentos en curso en busca de materia oscura suponiendo que interactúa (aunque sea débilmente) con la materia ordinaria no han dado nada hasta la fecha. Lo que sugiere que a) no hay materia oscura, o b) realmente es muy, muy, muy oscura, no interactúa mucho (si es que lo hace) con ella misma o con la materia ordinaria.

La materia fue creada por la descomposición del campo de inflación durante los primeros 10 ^ -32 segundos, y todavía hubo muchas reacciones de radiación-materia muy temprano.

Hubo una fase termonuclear durante los primeros 20 minutos que convirtió algo de materia en energía.

Hasta donde sabemos, la masa ha sido casi constante y consiste en materia oscura principalmente desde ese momento. Una pequeña porción se ha convertido en radiación (fotones y neutrinos de muy baja masa) en reacciones termonucleares estelares, pero esto es mucho menos del 1 por ciento.

La energía del vacío, la energía oscura , ha ido aumentando a medida que el universo se expande, pero se compensa con un aumento en la energía potencial gravitacional, que toma un signo negativo.

e = mc [2], según Einstein. Esto sugiere que el universo estaba en la primera masa, pero desde entonces se ha convertido en energía: gran parte ahora es luz de las estrellas, por ejemplo. Al principio, el universo era un punto de masa (sin importar si era pequeño o grande), solo masa versus anti-masa, según los cosmólogos. He leído que un punto es la antítesis de un antipunto, por lo que eran como un fotón virtual gigante. ¿Cuál es la diferencia entre real y virtual? Un fotón real es una presencia continua, ya que fluctúa en forma de onda a través del espacio-tiempo. Sin embargo, la física de partículas y la astronomía se basan en el Vacío en la forma en que el monoteísmo está en Dios. (El budismo también se basa en el Vacío, una idea que Buda probablemente obtuvo de los estoicos griegos).

El vacío no es una ausencia, sino una neutralidad que se cancela mutuamente, como en una cancelación positiva una negativa. Estamos rodeados de cargas positivas y negativas que se cancelan mutuamente, por ejemplo. En física, el vacío es las aspiradoras. Si el espacio-tiempo es esto, es negativo en un momento y positivo en el siguiente, es una neutralidad perpetua en sus alternancias. Pero si este vacío fluctúa incorrectamente, como en estos dos puntos siendo la misma carga al mismo tiempo, aparece un universo. Por lo tanto, la nada puede producir la totalidad. En este sentido, los físicos y los astrónomos son budistas modernos. Esto puede no haber sucedido, pero está bajo consideración.

Pero si el universo era virtual al principio, entonces la energía y la masa del vacío se habrían convertido en energía y masa reales a una velocidad de e = mc [2]. Los cosmólogos creen que el universo se convirtió en parte en materia oscura al principio, así como en materia y antimateria, y luego mucho más tarde comenzó a convertirse en energía oscura. Por lo tanto, ¿podría importar, habiendo aniquilado la antimateria, convertirse en el tipo Oscuro, así como en el Brillante, al tiempo que produce energía Oscura y Brillante (es decir, luz) también? ¿Y podría importar, a través de la aniquilación de carga opuesta en la compresión de los agujeros negros, que también se haya convertido en materia oscura y energía desde entonces? Si es así, entonces el problema de la masa en energía podría ser uno de la masa brillante y la energía convertida en los tipos oscuros. Eventualmente, la masa y la energía oscuras se convertirían en otro punto masivo de la masa y la energía brillante que presumiblemente precipitaría de ellas en el antepasado inmediato de un universo. Puede que todo esto no sea cierto, pero la masa debe convertirse en energía en el ciclo de un día del universo versus su noche , cuando la energía se convierte en masa.

Si.

No se cree que se haya agregado energía desde entonces. Si lo fuera, sería una violación de la conservación de energía. Eso está permitido en el Big Bang, debido a que la física no se aplica realmente al principio, pero es poco probable que suceda ahora.

Dicho esto, la hipótesis del estado estacionario ahora descontada reemplazó el Big Bang con la creación continua de materia. Desafortunadamente, el Big Bang fue respaldado por evidencia observacional y el estado estacionario no. Aunque ha habido intentos de modificarlo y ajustarlo, generalmente se considera que no tuvo éxito.

Si un meteorito se convierte en meteorito debido a la gravedad y la gravedad es fuerza sostenida …

¿Cómo es que la energía de la gravedad nunca se agota después del uso, y crea suficiente potencial para hacer y reutilizar?