Si el universo se expande debido a la energía oscura, pero la longitud de Planck, siendo la unidad básica de longitud, no se expande, ¿de dónde provienen las unidades de longitud adicionales?

Hay dos errores en su pregunta:
1. El universo no se está expandiendo debido a la energía oscura. El efecto de la energía oscura es acelerar la expansión.
2. La longitud de Planck no es la unidad de longitud “básica”. Es solo la unidad de longitud en un sistema particular de unidades: las unidades de Planck.

Cuando decimos que el universo se está expandiendo, queremos decir que una distancia que ahora es de 1 metro será de 2 metros después de que haya pasado un tiempo. El medidor “extra” no “vino” de ninguna parte. Es solo que la métrica que usa para medir distancias ahora le dice que la distancia es de 2 metros en lugar de 1 metro. No importa qué unidades uses, incluidas las unidades de Planck.

Ahora, es cierto que algunas teorías especulativas dan un significado especial a la longitud de Planck, pero estas teorías no han sido probadas. Hasta donde sabemos por las teorías que se han demostrado hasta ahora, no hay un significado especial para la longitud de Planck.

Sin embargo, supongamos que la longitud de Planck es, de hecho, la longitud medible más corta, como predicen algunas teorías de la gravedad cuántica (que, de hecho, es una suposición razonable). Entonces todavía no cambia lo que escribí arriba. Una distancia que alguna vez fue 1 longitud de Planck es ahora 2 longitudes de Planck; la distancia extra no “vino” a ninguna parte, es solo que la métrica que usamos para medir la distancia ha cambiado.

Aquí hay dos teorías físicas diferentes, aunque me gustaría señalar al principio que la longitud del tablón es la más corta, es una predicción de una de las muchas teorías competidoras de la gravedad cuántica que no tiene ninguna evidencia sólida a su favor

Para la cosmología, el punto de partida de cualquier teoría cosmológica es la ecuación de campo de Einstein, dada por

[matemáticas] R _ {\ mu \ nu} – \ frac {1} {2} Rg _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas] [matemáticas] + \ Lambda g _ {\ mu \ nu} = T _ {\ mu \ nu }[/matemáticas]

Si bien estas ecuaciones (cuando se escriben completamente y no en esta bonita forma presentable) son bastante complicadas, el lado izquierdo de la ecuación se puede interpretar como la curvatura del espacio-tiempo, y el lado derecho se puede interpretar como la distribución de masa, energía e impulso en el universo. [math] g _ {\ mu \ nu} [/ math] se llama ‘métrica’ del espacio-tiempo; se usa para calcular una cantidad llamada “intervalo”. Para esta discusión, solo sepa que el intervalo entre dos eventos (puntos de pensamiento en el espacio-tiempo) de igual tiempo es la distancia espacial entre dos puntos.

En forma diferencial, la métrica viene dada por [math] ds ^ 2 = dt ^ 2-a ^ 2 (t) (dx ^ 2 + dy ^ 2 + dz ^ 2) [/ math]. Cuando decimos que el universo se está expandiendo, lo que realmente estamos diciendo es que [matemáticas] a (t) [/ matemáticas] está creciendo. Suponiendo que el universo es homogéneo e isotrópico a grandes escalas (un supuesto bien fundamentado), obtenemos la ecuación diferencial:
[matemáticas] \ left (\ frac {H} {H_0} \ right) ^ 2 = \ frac {\ Omega_r} {a ^ 4} + \ frac {\ Omega_M} {a ^ 3} + \ Omega _ {\ Lambda} [/ math], donde [math] H = \ frac {\ dot {a} (t)} {a (t)} [/ math], [math] H_0 = \ frac {\ dot {a} (0) } {a (0)} [/ math], y [math] \ Omega [/ math] representa la proporción de densidad de energía aportada por cada tipo de energía [math] r [/ math] para radiación, [math] M [ / math] para la materia, incluida la materia oscura, y [math] \ Lambda [/ math] para la energía oscura (la constante cosmológica). Tenga en cuenta que la energía oscura proporciona un término constante (positivo) a la tasa de cambio de expansión; a medida que [math] a (t) [/ math] se hace grande, este término dominará la expansión.

Este modelo de cosmología ha demostrado ser extraordinario para describir la expansión a gran escala del universo. La palabra clave es a gran escala; Esta teoría describe el universo a escala megaparsec: aproximadamente [matemática] \ cdot 10 ^ {22} [/ matemática] metros. La longitud del tablón es de aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {- 35} [/ matemáticas] metros, un total de 57 órdenes de magnitud diferentes.

La longitud del tablón también es mucho más pequeña de lo que podemos sondear actualmente, por lo que, incluso si es, de hecho, la distancia más pequeña posible, todavía no tenemos evidencia de eso. Además, la única teoría actual que propone que el universo está discretizado es la gravedad cuántica de bucles. En la teoría de cuerdas, la longitud del tablón es la escala de longitud de las cuerdas oscilantes, y las distancias más pequeñas no tienen sentido para describir, pero en realidad no predice la longitud discretizada.

El punto principal de esto es que el universo en expansión se describe actualmente por una teoría que hace predicciones a gran escala cósmica, mientras que las teorías que tratan con la escala de tablones funcionan a una escala increíblemente pequeña.

Materia oscura.

http://en.m.wikipedia.org/wiki/D

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