¿Por qué el valor de la constante de Hubble cambia a lo largo de las décadas?

Una buena pregunta La constante de Hubble tiene un nombre incorrecto, es constante en el espacio en un momento dado, pero no es una constante frente al tiempo.

La constante de Hubble observa el factor de escala a para el universo y es igual a la derivada del tiempo de a dividido por sí mismo. Tiene unidades de tiempo inverso.

Si hay desaceleración o aceleración en el universo, entonces el parámetro Hubble no es constante. Hasta los últimos 5 mil millones de años aproximadamente, la materia oscura dominó y estábamos en una condición de desaceleración, desde entonces la energía oscura ha dominado y la expansión del universo se está acelerando.

La ecuación para la constante de Hubble versus el tiempo, si la energía oscura es una constante cosmológica (como parece ser, con una ecuación de parámetro de estado de -1), se reduce a:

H ^ 2 (z) = H ^ 2 (0) [Omega-M (1 + z) ^ 3 + Omega-DE]

donde H (0) es el valor presente, Omega-M es la densidad de materia total normalizada a la densidad crítica y Omega-DE es la energía oscura normalizada a la densidad crítica en la actualidad.

Los mejores valores actuales son .32 para la materia y .68 para la energía oscura, por lo tanto:

H ^ 2 (z) / H ^ 2 (0) = .32 * (1 + z) ^ 3 + .68

El valor actual es de aproximadamente 68 kilómetros / seg / Megaparsec y se puede usar la ecuación anterior para calcular el parámetro de Hubble en función del desplazamiento al rojo.

Dado que la energía oscura domina, y la densidad de la materia oscura más la materia ordinaria continúa disminuyendo a medida que el universo se expande, la energía oscura se volverá aún más dominante en el futuro (z negativa), y el parámetro de Hubble asintirá hacia un valor fijo en el futuro.

El universo se dirige hacia una condición desbocada donde el factor de escala crece exponencialmente con el parámetro Hubble en el exponente que define el tiempo de plegado electrónico.

La constante de Hubble no es una constante con respecto al tiempo. A medida que el universo se expande, el factor de escala (generalmente denotado por a) evoluciona.

¿Qué es un factor de escala? La analogía más simple, que supongo que debe haber escuchado, es considerar un globo con puntos igualmente espaciados marcados en él. Cada punto está etiquetado con coordenadas para poder calcular la distancia entre 2 puntos. ¿Pero qué sucede cuando soplas aire en el globo? El globo se expandirá, lo que a su vez daría lugar a un aumento de la distancia entre dos puntos. Por lo tanto, la distancia calculada a partir de las coordenadas debe multiplicarse por un factor de escala para obtener la distancia correcta.
r = ad, donde d es la distancia de coordenadas y r es la distancia real. Para un globo esférico, debido a la simetría, el factor de escala no puede depender de la ubicación.

Debido a que continuamente estamos llenando el globo, el factor de escala no es constante. Entonces, cualquiera de los 2 puntos parecería alejarse uno del otro con velocidad [matemática] \ dot {a} d [/ matemática]. La “constante” que aparece aquí es la constante del Hubble (hasta un factor de a). No depende de la ubicación en el globo. Pero no hay razón para que la constante de Hubble sea independiente del tiempo. La velocidad a la que aumenta el tamaño del globo no es necesariamente lineal con el tiempo. Del mismo modo, la tasa de expansión del universo no es lineal. Depende de la materia y el contenido de radiación del universo. La dependencia exacta se rige por la ecuación de Einstein. (Para más detalles, lea sobre la métrica Robertson-Walker)

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