¿Qué representa la constante cosmológica?

Desde los tiempos en que Newton formuló sus leyes de gravitación, le resultaba desconcertante por qué en la tierra si las masas se atraen entre sí, ¿no habría colapsado el universo bajo su propia gravitación? Las estrellas y los planetas deberían haberse atraído entre sí y gradualmente acercarse más y más hasta llegar a fusionarse.

Pero dejó el problema sin resolver y durante 2 siglos el mundo científico estuvo contento con los éxitos de la teoría y barrió el problema bajo la alfombra, y asumió que el universo permaneció en un estado estable “a mano de Dios” o tal vez solo por inercia. era suficiente para hacer que la atracción fuera tan lenta que aún no se podía medir.

Cuando Einstein amplió la teoría a su Relatividad general, y con el mejor conocimiento astronómico de los tiempos, se hizo rápidamente evidente que el problema de Newton era realmente grave. Las ecuaciones de Einstein mostraron claramente que el universo no podía permanecer estable por mucho tiempo, las inestabilidades causadas por los movimientos de los cuerpos interrumpirían el equilibrio y el colapso gravitacional sería inevitable en un tiempo mucho más corto que la edad del universo. Algo tenía que evitar que las galaxias se acercaran entre sí debido a su atracción gravitacional.

En ese momento aún se desconocía que el universo se estaba expandiendo, la creencia general era que el universo estaba en un estado estable, por lo que Einstein introdujo su constante lambda cosmológica, un factor de “expansión” que era justo no causar una expansión real, sino solo para evitar que los cuerpos celestes se acerquen unos a otros y así mantener el universo en un estado estable persistente.

Supongo que te refieres a la constante cosmológica en la ecuación de Einstein de la Relatividad general.

Si es así, Einstein dedujo sus ecuaciones que eran únicas, excepto por un factor constante. Inicialmente, ignoró este factor como aleatorio e indefinido. En otras palabras, arbitrariamente estableció la constante en cero.

Pero luego quedó claro que sus ecuaciones implicaban que el universo mismo era dinámico: podría tener un principio y un final, podría expandirse o contraerse.

A Albert no le gustó esto. Creía en un universo que siempre había estado allí y siempre lo estaría.

Así que eligió un valor para la constante en su ecuación de modo que equilibrara las cosas para que el Universo fuera estable, sin expandirse ni contraerse.

Con lo cual Hubble publicó rápidamente su trabajo que mostraba la expansión del Universo abriendo la puerta a la primera evidencia del Big Bang.

En ese momento, Einstein levantó la bandera blanca y lamentó su error que le negó la mayor predicción de todas: un universo dinámico.

Sin embargo, la historia de la constante cosmológica no termina ahí.

Después de la muerte de Einstein, se propuso la versión inflacionaria del Big Bang, y en esta teoría el CC juega un papel importante.

La cosmología inflacionaria es una teoría cuántica, por lo que si se pregunta cuál es el CC, hay pocas razones para describir cómo está involucrado en este escenario.

Excepto quizás para decir que es la parte que produce la enorme inflación al hacer que la gravedad sea repulsiva en lugar de atractiva en los primeros instantes después del Bang.

Inicialmente, la constante cosmológica era un “factor fudge” que Einstein introdujo en su ecuación de campo en 1917:

La constante cosmológica se denota con la capital lambda – Λ.

Fue introducido para contrarrestar el hecho de que sin él, las ecuaciones de campo implican un universo en expansión. – en el momento de su introducción, esto se consideraba una idea absurda, pensaban que el universo era estático, por lo que Einstein elaboró ​​la ecuación para que se ajustara a la ciencia convencional.

Sin embargo, cuando Edwin Hubble entró en escena, descubrió que el universo no es estático, ¡todo se está retirando! Esto significó que los científicos pusieron Λ a cero: ¡Einstein se equivocó al presentarlo!

Ese no es el final de la historia: en 1998, el análisis de las supernovas tipo 1a mostró que la tasa de expansión del universo se está acelerando. Este es un resultado realmente extraño, y ha estado bajo escrutinio desde entonces.

Una forma que se propone para resolver este problema entre nuestras predicciones y la realidad es reintroducir la constante cosmológica, pero en lugar de usarla para cancelar la expansión del espacio, volteamos el signo (lo hacemos positivo en lugar de negativo) y lo usamos para ¡Aumenta la expansión del espacio-tiempo!

Esto es lo que llamamos Energía Oscura : las unidades para el término Λ son las de energía, ¡y está oscuro porque no podemos verlo!

Espero que esto ayude

La constante cosmológica es el valor constante lambda que Einstein introdujo en su ecuación de campo para tratar la inferencia de que el universo colapsaría sobre sí mismo o se expandiría. A partir de 2015, es 1.19 × 10 −52 m − 2 (según Wikipedia), lo que da una energía negativa a la densidad de energía de vacío.

Originalmente, Einstein usó la constante para alinear su ecuación con el pensamiento en el momento en que el universo estaba en un estado estable. Más tarde se supo de la evidencia observacional de que el universo se está expandiendo. Einstein declaró como consecuencia que fue su mayor error.

Lo cosmológico se incorpora hoy como una característica importante del modelo de expansión del universo. Es considerado como una de las contribuciones más importantes de Einstein a la ciencia.

La constante cosmológica fue un término “antigravitacional” introducido por Einstein en un intento de que la Relatividad General sea consistente con un Universo estático. Cuando Einstein presentó GR prácticamente a todos, aunque el Universo era estático, ni se expandía ni se contraía. GR predijo un universo que era dinámico, expandiéndose o contrayéndose. Para hacer que la gravedad GR sea consistente con un universo estático, Einstein introdujo un término en GR que era una fuerza repulsiva para equilibrar la fuerza de gravedad atractiva. Cuando Lemaitre y Hubble mostraron que el Universo se estaba expandiendo, la constante cosmológica ya no era necesaria. Einstein dejó caer la constante cosmológica y se refirió a ella como el mayor error de su vida.

En la década de 1990, dos grupos encuestados tomaron encuestas de supernovas tipo 1A para intentar ver cuánto se desaceleraba la expansión del Universo debido a la gravedad. Su resultado totalmente inesperado fue que la expansión del Universo no se desaceleró sino que se aceleró. El término Energía oscura se agregó al vocabulario cosmológico. Se agregó una constante cosmológica repulsiva a la fórmula GR para explicar esta aceleración inesperada del Universo.

La constante cosmológica se agregó nuevamente a GR para dar cuenta de la energía oscura expansiva. La energía de vacío se propuso como una posible fuente o explicación física de lo que es la constante cosmológica de Energía Oscura o Energía Oscura, pero la energía de vacío como se entiende actualmente es 120 órdenes de magnitud demasiado grande para ser la constante cosmológica. La explicación de la energía del vacío de Dark Energy ha sido llamada la peor suposición en la historia de la física.

Poco se sabe de las características de Dark Energy y la constante cosmológica es simplemente un modelo matemático de Dark Energy.

Es un pequeño ajuste a un término de tensor métrico en la fórmula para el tensor gravitacional de Einstein.