¿Es cierto que en cosmología, la energía no se conserva?

Ok, así es como lo veo como estudiante:

Las leyes de conservación de la energía y el momento se derivan del Teorema de Noether, y la observación de que el universo es isotrópico en el espacio y el tiempo (en general, si haces un experimento, los resultados no importan si lo haces en la galaxia de Andrómeda, o el año que viene).

Por lo tanto, si hubo un punto en el que el universo no era isotrópico, es decir, hubo un “antes” y un “después” definidos en las leyes de la física, entonces la energía no tiene que ser conservada. Este es el caso con el Big Bang: había leyes de la física en un lado, pero ninguna en el otro lado del Big Bang, por lo tanto, la conservación de la energía no tiene que aplicarse aquí.

Esto es más o menos equivalente a señalar que las leyes de conservación son leyes de nuestro universo , no se aplican a cosas fuera de nuestro universo. ‘Antes’ del Big Bang (si incluso tiene sentido hablar de un ‘antes’), no existía nuestro universo y, por lo tanto, las leyes de nuestro universo no se aplicaban:> la energía podría surgir cuando quisiera. Tan pronto como el universo llegó a existir, las leyes de la física se aplicaron y no se pudo crear más energía.

La energía no se conserva. Es realmente fácil llevar a cabo este experimento a través de la observación. Haz un círculo perfecto fijo en el cielo con un montón de galaxias en él. Observe el movimiento de estas galaxias durante aproximadamente un año. Notarás que algunas galaxias se alejan unas de otras y algunas galaxias se mueven fuera de tu círculo.

Puede calcular la energía total antes y después sumando toda la energía en el círculo antes y sumando toda la energía después. Si difieren, la energía no se conserva. No es complicado No importa si alguien dice que el tiempo es invariante y la traducción del tiempo, lo que se observa es la verdad. Debido a que las leyes físicas necesitan explicar la observación, no al revés.

La conservación de la energía nunca es cierta incluso a escala atómica. El hecho de que parece ser cierto es porque no lo hemos medido hasta los 88 dígitos significativos. Incluso el momento dipolar entre el experimento y la teoría no está de acuerdo, no por mucho, pero no está de acuerdo lo suficiente como para que la ley de conservación de energía no sea cierta. Al igual que decir que las leyes netwon son ciertas, no lo es.

En una escala cosmológica, la energía no se conserva. La conservación de la energía se derivaría de la invariancia de la traducción del tiempo, una instancia del Teorema de Noether. Desafortunadamente, en la relatividad general, la invariancia de la traducción del tiempo no se mantiene y, por lo tanto, la cantidad conservada, en este caso la energía, no se mantiene necesariamente.

Sin embargo, es importante darse cuenta de que esto solo sería el caso si no se incluye la energía negativa del campo gravitacional en los cálculos.

Podría decirse que este componente no debe incluirse, porque no hay densidad de energía gravitacional. La energía asociada con la curvatura del espacio-tiempo en un punto específico no está definida.

El hecho básico es que todo el mecanismo puede entenderse como el espacio-tiempo dando y tomando energía del universo material, de modo que el total neto de energía en el universo material no es invariante, sino cambiante.

El hecho general de la energía de no conservación en escalas cosmológicas se conoce desde la década de 1920. La pérdida de energía por los fotones, ejemplificada por el desplazamiento hacia el rojo debido a la expansión cosmológica, sería un buen ejemplo.

A pesar de lo que dice la mayoría de las respuestas, la energía se conserva en un universo en expansión. El teorema de Noether se aplica porque las leyes de la física no están cambiando. Esto fue demostrado en 1951 por Landau y Lifshitz, y es un escándalo absoluto que la mayoría de las personas (incluidos los profesores) aún no lo sepan.

https://en.wikipedia.org/wiki/St

La energía de los fotones desplazados hacia el rojo CMB se convierte en energía gravitacional, lo que ralentiza la expansión del universo.

Si considera que el Universo se está contrayendo, como realmente es, entonces la energía se conserva, al igual que la entropía y la entalpía.
Sin embargo, en el modelo de universo en expansión defectuoso, la energía no se conserva porque la energía oscura se está canalizando hacia adentro. La energía oscura y la materia oscura son ilusiones creadas al creer falsamente que el Universo se está expandiendo.

Todos los objetos masivos en el Universo, incluidos los humanos en la Tierra, se contraen a la misma velocidad relativa que el universo, pero nuestra tasa de tiempo también aumenta, lo que hace que percibamos que el Universo se está expandiendo. Sin embargo, esta percepción se debe a consideraciones subjetivas del observador aquí en la Tierra.

Creer en un universo en expansión es como creer que el Sol gira alrededor de la Tierra.

Sí, en un universo en expansión, la conservación de la energía se mantiene localmente, pero no para todo el universo.
Tome algunos fotones CMB y olvide todo lo demás. Eran extremadamente enérgicos pero con la expansión espacial han perdido la mayor parte de su energía.

Esto no es verdad.

Lo más cercano que se me ocurre es cómo una partícula virtual aparece en el vacío cuántico y viola la conservación de la energía, pero toma prestada esta energía del vacío y debe devolverla casi al instante.

No venían de ningún lado, siempre estaban allí.