Si tiene una banda de goma muy larga que se extiende muchos años luz en el espacio. ¿Qué pasaría con la banda elástica cuando el espacio se expanda?

A medida que expandes el universo, la banda elástica se estirará más y se expandirá junto con el universo.
¿Por qué?
El microondas de fondo cósmico que vemos hoy en todas partes en el universo es en realidad la luz remanente de bigbang, pero a medida que el universo se expandió, también extendió esa luz. Y lo estiré hasta la región de microondas que medimos hoy. En unos pocos millones de años, cuando el universo se expanda más, estirará tanto la onda de fondo cósmica que no podremos detectarla en absoluto.

En el caso de su banda de goma, si se estira infinitamente, se estirará junto con el universo, y su grosor disminuirá con el estiramiento.
Si la banda elástica no se puede estirar infinitamente, en algún momento la banda elástica se romperá.

Si la banda elástica está relajada y en reposo, permanecerá en reposo. La expansión del espacio no imparte alguna “fuerza de expansión” sobre los objetos. En ausencia de otros objetos, la única fuerza que actúa sobre la banda elástica sería su autogravedad, lo que puede hacer que se contraiga ligeramente.

En el caso de las galaxias reales, se están separando hoy porque se estaban separando mucho más rápido en el pasado. Su gravedad mutua los ha ralentizado … o al menos, los ha estado ralentizando hasta hace unos pocos miles de millones de años, cuando (al menos bajo el modelo cosmológico estándar “Lambda-CDM”) la expansión comenzó a acelerarse nuevamente debido a la energía oscura. La gravedad de la energía oscura es repulsiva, por lo que en escalas de distancia muy grandes (cientos de millones de años luz), esta repulsión domina y separa los cúmulos distantes de galaxias. Pero en escalas más pequeñas, los efectos gravitacionales repulsivos de la energía oscura son insignificantes ya que su densidad es muy pequeña. Para que su banda de goma se vea afectada, su densidad promedio en el volumen de espacio que ocupa debería ser menor que la de la energía oscura.

Sin embargo, es posible (no probable, sino una posibilidad) que en lugar de energía oscura, el universo contenga “energía fantasma”, que no solo es repulsiva, sino que tiene la curiosa propiedad de que a medida que el universo se expande, su densidad aumenta. Si este es el caso, en algún momento en el futuro distante, no solo las gomas, incluso los átomos se desgarrarán en un “Big Rip”. Sin embargo, es muy poco probable que este sea el caso.

Parece que nadie mencionó la temperatura súper baja en el espacio universal, la temperatura de menos 272 grados haría que la llanta perdiera toda su elasticidad, se volvería muy frágil y se rompería fácilmente en fragmentos. Sin embargo, el universo se está expandiendo, el borde se expandiría junto con el espacio universal y mantendría su forma de círculo en general, pero se rompería, se agruparía bajo restricción de gravedad. Se vería como los anillos planetarios.

El tirón gravitacional de la masa de la banda de goma es suficiente para superar cualquier efecto de la expansión del espacio. Y gravitacional es la fuerza más débil. Dado que la banda elástica está conectada por las fuerzas de van der Waals (electromagnéticas), la expansión del espacio debería ser mucho más rápida para que haya un efecto notable.

No estoy seguro de por qué usaste una banda elástica. Ya tenemos galaxias en el espacio (incluida la nuestra) para observar. Se extienden “muchos años luz en el espacio” y están conectados por fuerzas gravitacionales. No hay indicios de que las galaxias se expandan con la expansión del espacio.

La banda de goma se expandirá con el espacio, sea cual sea el tamaño de la banda de goma. Eventualmente, la energía negativa de la expansión desgarrará toda la materia.
SI … el Big Rip demuestra ser correcto.

Si la banda elástica no está conectada a nada, creo que se contraería de nuevo a su estado de reposo (no estirado). Si está conectado a algo, entonces la banda elástica se estiraría más porque la distancia entre la mayoría de las galaxias en el universo se está expandiendo.

En otras palabras, creo que se comportaría exactamente como usted piensa.

Suponiendo que haya colocado 2 extremos de las bandas en 2 lugares opuestos lejanos, el punto A y el punto B.
No pasa nada.
Aunque suponemos que el espacio se expande, la distancia entre el punto A y el punto B será la misma.
Si crees que el espacio se está expandiendo como un globo, entonces estás equivocado.

Si ata su banda elástica a dos galaxias que no se atraen entre sí, entonces se expandirá, es una banda elástica.