TL; versión DR : en las escalas más grandes, la aceleración gana el día. En escalas “pequeñas” (supercúmulo local e inferior), la atracción gravitacional ha detenido la expansión hace mucho tiempo, y domina la gravedad mutua.
Ahora para la versión más larga.
No, las cosas que están unidas gravitacionalmente entre sí no comenzarán a separarse unas de otras. Otra forma de verlo es enfatizar que la expansión no es una fuerza.
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Así es como funciona. Observamos el universo hoy y vemos que las cosas se están volando. Estas cosas también están siendo unidas por la gravedad. Lo que significa (con una advertencia sobre la aceleración que explicaré a continuación) que las cosas deben haber estado volando más rápido en el pasado.
En este escenario, la única fuerza que existe es la gravedad (atractiva), que ralentiza la expansión. Las galaxias distantes están volando aparte no porque algo las esté empujando, sino porque tienen un impulso residual del propio Big Bang; La única fuerza que actúa sobre ellos, su gravedad mutua, en realidad está ralentizando su vuelo.
De hecho, en partes del universo donde la densidad de materia era más alta de lo normal (debido a pequeñas perturbaciones iniciales), la atracción gravitacional era suficiente para detener la expansión; cosas colapsaron en estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias hace eones. La Vía Láctea y Andrómeda, ambos miembros del supercúmulo local, han dejado de volar hace mucho tiempo y, en última instancia, pueden unirse y fusionarse. Sin embargo, las cosas más distantes continúan alejándose de nosotros (o de nosotros), ya que nuestra velocidad relativa es alta y nuestra gravedad mutua es insignificante debido a las enormes distancias involucradas.
Y ahora para la advertencia que mencioné en mi segundo párrafo: todo esto es cierto para la materia “normal”, con presión cero o insignificante. Sin embargo, la llamada “energía oscura” tiene presión negativa. Para cosas normales (p. Ej., Un volumen de gas), la gravedad funciona comprimiéndola y se libera energía cuando las cosas se expanden. Para la energía oscura, lo contrario es cierto: la gravedad funciona haciéndola expandirse. En otras palabras, la energía oscura actúa como si la gravedad fuera repulsiva.
Además, la energía oscura tiene la peculiar propiedad de que su densidad de energía no disminuye a medida que el universo se expande. (Para la materia normal, como era de esperar, a medida que el volumen se duplica, su densidad de masa / energía se reduce a la mitad). En consecuencia, a medida que el universo se expande, los volúmenes muy grandes están dominados por la energía oscura. Estos grandes volúmenes se repelerán gravitacionalmente, lo que aumentará la tasa de expansión.
Sin embargo, en las regiones “pequeñas” (aquí, “pequeño” significa, digamos, un cúmulo de galaxias) donde la expansión se detuvo hace mucho tiempo, esto nunca sucede: la energía oscura nunca llega a dominar. Este es también el caso de la Vía Láctea y Andrómeda, y el espacio intermedio. Entonces la repulsión gravitacional nunca entra en acción; El movimiento de estas dos galaxias continúa dominado por su atracción mutua. Esto es cierto incluso cuando nuestro supercúmulo local, junto con el gran volumen de espacio en el que se encuentra (y toda la energía oscura que contiene este volumen), puede ser rechazado por otros supercúmulos distantes para que en las escalas más grandes, la expansión continúe acelerar.
Se me ocurrió que puedo proporcionar un diagrama simple, con suerte no demasiado engañoso, que ilustre este punto:
El punto es que entre las galaxias vecinas, no hay tanta energía oscura. Pero en volúmenes muy grandes, la energía oscura domina y dominará aún más en el futuro, a medida que los supercúmulos se alejen unos de otros.
