¿Cómo cambia la tasa de cambio de aceleración de la expansión del universo con el tiempo?

Esa es una buena pregunta, y de hecho lo es, en la actualidad, si al acelerar también quiere decir que aumenta la aceleración (¿es positiva la tercera derivada del factor de escala)?

La expansión del universo se desacelera debido a la materia, ordinaria y oscura.

La expansión se acelera debido a la energía oscura.

A medida que pasa el tiempo, la densidad de la materia disminuye en proporción al volumen en expansión, por lo que el término de desaceleración se hace más pequeño. Pero el término de aceleración parece no cambiar ya que se observa que la energía oscura tiene las características de la constante cosmológica; constante dentro de cada volumen.

Por lo tanto, la aceleración neta aumenta con el tiempo (actualmente el término de aceleración es dos veces más fuerte que el término de desaceleración).

A medida que el término de desaceleración relacionado con la materia se debilita y se vuelve insignificante, se espera que la expansión del universo asintote hacia una solución exponencial de aceleración constante.

Creo que lo que estás preguntando es sobre el imbécil del universo. Jerk es el término para el cambio en la aceleración en el tiempo (la velocidad es la derivada del tiempo de la posición, la aceleración la derivada de la velocidad, la deriva de la aceleración).

La respuesta corta a su pregunta es sí, pero es extremadamente pequeña y muy difícil de medir. La escala del universo en función del tiempo viene dada por:

a (t) = exp (t / K) donde “a” es el factor de escala del universo y K es una constante positiva. Como puede ver, las derivadas de tiempo de a (t) son siempre positivas.

Para más:

¿Cuál es el “tirón” de la expansión del universo?

Hasta el descubrimiento de la expansión acelerada, los cosmólogos esperaban una desaceleración causada por la gravedad.

Ahora hay dos tipos de evidencia observacional para una expansión acelerada. El brillo y el desplazamiento al rojo de las mediciones distantes de supernovas de tipo 1a y la comparación de las oscilaciones acústicas de Baryon en la radiación de fondo cósmico de microondas y la distribución de galaxias.

Ninguna de estas observaciones es tan precisa que pueda determinar derivadas de segundo, tercer o cuarto orden de la tasa de expansión con respecto al tiempo.

Puede usar los modelos estándar de cosmología y ver lo que predice la matemática. Tome la solución dominada por la energía oscura con una constante cosmológica positiva, luego el aumento de la aceleración es exponencial, lo que significa que todas las derivadas más altas con respecto al tiempo son positivas.

Para determinar el futuro del universo, no podemos simplemente tomar un número finito de derivadas de tiempo de orden superior. Para reescribir una función como una serie de Taylor, necesita conocer todas las derivadas. Escribir la expansión directamente en función del tiempo es, por supuesto, más efectivo.

A2A: Omar y Mark son correctos. No se sabe si la aceleración está cambiando. Solo se sabe que la expansión se está acelerando actualmente, lo que significa que se está acelerando.

Esta medida fue una sorpresa porque se pensaba que el Big Bang era como una explosión. Se esperaría que la tasa de expansión de una explosión fuera mayor al comienzo, y se ralentizaría con el tiempo debido a la gravedad, pero parece estar sucediendo lo contrario.

El modelo más simple sería que la aceleración es constante, pero como no sabemos por qué está acelerando, por lo que sabemos podría ser más complicada.

El universo no se está acelerando en el sentido de que va a cualquier lado. El espacio se está expandiendo. Hay muchas maneras en que esta expansión podría tener lugar; En nuestro caso, las regiones se están alejando unas de otras (aproximadamente) en proporción a la distancia entre ellas. La expansión eventualmente podría ralentizarse o acelerarse, pero la mayoría de los cosmólogos piensan que, debido a que el universo es muy “plano”, continuará expandiéndose. Algunos científicos que ayudaron a describir la primera fase “inflacionaria”, ahora sugieren que el universo cambiará de rumbo algún día y se hará más pequeño.

La pregunta de Paul se refiere al cambio en la aceleración. Esa es la tercera derivada. Asumo por contexto que pretende la aceleración. Así respondí

En cierto modo, supongo. En los primeros tiempos, la expansión estuvo dominada por el impulso del Big Bang, y la aceleración debida a la Energía Oscura fue un componente relativamente intrascendente. Con el tiempo, los efectos del impulso se redujeron por la gravedad, mientras que la Energía Oscura se convirtió en un factor más fuerte. En última instancia, dominará la aceleración de la expansión debido a la Energía Oscura.

crédito: http://fas.org/irp/imint/docs/rs …

No. La expansión acelerada es el resultado de una fuerza de muy largo alcance pero extremadamente pequeña como resultado de la energía oscura. La densidad de la energía oscura no parece aumentar, por lo que la fuerza sigue siendo la misma y la aceleración es constante. Al contrario de lo que comúnmente se cree, la aceleración constante del universo no llevará a que todo se desmorone. Las otras fuerzas de la naturaleza, incluso la gravedad en una escala de galaxias, pueden resistir fácilmente esta fuerza de energía oscura. Solo en una escala de cúmulos de galaxias se vuelve significativo.

La relación espacio-tiempo no es lo que percibimos, dudo que pueda obtener una respuesta a esa pregunta, si el caso se basará en modelos, que parecen encajar en las observaciones actuales, que se volverán obsoletas mañana.

“ Entiendo que la expansión del universo se está acelerando positivamente. ¿Sabemos si la sacudida de la expansión es positiva o negativa (o cero)? ” No.

“ ¿Qué sabemos sobre la expansión de la expansión? ” Nada.

“ Si la sacudida o la sacudida es negativa, ¿la expansión del universo eventualmente se volverá negativa? ” Tal vez.

Eso dependería de cómo ellos, y los términos de otro orden, cambien con el tiempo.

La cosa es que, cuando haces proyecciones, debes hacerlas con base en la información que realmente tienes en lugar de en qué tipo de información puede ser el caso.