¿Por qué la energía oscura tiene presión negativa?

¿Qué significa presión negativa? Suponga que puede comprimir una parte del vacío. Debido a la constante densidad de energía de la energía oscura (como si fuera una propiedad del espacio), la energía disminuirá. Si hace lo mismo con un no vacío, que contiene un gas, la energía aumentará debido a la presión positiva que crea (descuidamos el componente de energía oscura en este caso). Sin embargo, vemos que la energía oscura y la energía normal tienen un efecto opuesto sobre el cambio de curvatura cuando el espacio se expande o contrae. Entonces hablamos de presión negativa para poder visualizar los efectos en un universo ya en expansión.

Creo que la presión negativa es solo una mala forma de describir las cosas. Las ecuaciones de Einstein conducen al hecho de que la energía curva el espacio (el tensor de energía del estrés no distingue entre masa y energía). Como resultado de sus ecuaciones podemos predecir la expansión del espacio. Esta expansión está vinculada a la densidad de energía.
Si encontramos una manera de explicar que la densidad de energía permanece constante, podemos explicar mejor la tasa de expansión del espacio. Algunas propuestas de energía oscura cumplen con esta densidad de energía constante, por lo que puede explicar por qué la tasa de expansión no disminuye.
Básicamente, calculamos que hay una densidad crítica. Por debajo de esa densidad, el universo seguirá expandiéndose, por encima de la densidad crítica, el universo está cerrado y eventualmente colapsará, y en la densidad crítica, el universo es plano.
El término presión negativa tiene poco que agregar a esto y solo compensa los efectos de la densidad de energía oscura constante y, por lo tanto, la creación constante de energía oscura en un universo en expansión.

Tiene una presión negativa por definición, porque en primer lugar se ideó específicamente para tener presión negativa, de la misma manera que no se puede obtener el no btainium. Hasta donde sé, no hay nada en la física de partículas teórica o experimental que sugiera que tales cosas serían particularmente probables de existir, pero no es lógicamente imposible y ayudaría a explicar los detalles de cómo el Big Bang parece haber progresado. con tiempo. La idea es que, según la relatividad general, la teoría subyacente al Big Bang, la presión gravita por derecho propio, por separado de la masa. Curiosamente, la presión tiene una gravedad positiva y ralentiza la expansión. Así que cosas exóticas con una relación presión / masa negativa suficientemente grande lo acelerarían.

La energía oscura es actualmente mucho más difícil de predecir / analizar que la materia oscura. En cierto sentido, este campo de la física es mucho más oscuro que cualquier otro campo de la física.

Presumiblemente, la energía oscura se origina en la energía del vacío, sin embargo, aquí tenemos uno de los mayores problemas en la física moderna: nuestras micro-teorías predicen desajustes de dosis (teoría de campo cuántico) con lo que medimos en cosmología por una cantidad enorme: miles de millones y miles de millones de veces (y aún más).

Claramente, hay algo muy mal con nuestras teorías, pero hasta ahora, nadie sabe realmente qué.

Ahora volviendo a su pregunta central, tiene una presión negativa (repulsiva) debido a nuestra estructura de vacío muy compleja. Y esto puede ser realmente predicho por nuestras teorías e incluso puede medirse, como en un efecto muy famoso llamado efecto Casimir, donde dos placas en un vacío muy alto, de hecho sentirán una fuerza repulsiva muy pequeña.

Desafortunadamente, no puedo ver una manera simple de explicar por qué es repulsivo, pero puede imaginarlo como si fuera el vacío entre esas dos placas, dos partículas virtuales emergentes de la nada, y va en direcciones opuestas hacia las placas, y empujándolos así aparte. (puede leer sobre qué son las partículas virtuales en Quora)

Esto es como dije, una forma aproximada de verlo, espero que ayude

La energía oscura es una propiedad del espacio. Y es por eso que Einstein dijo que el espacio vacío no está realmente vacío. Tenemos muy poca información sobre las propiedades de la energía oscura, excepto que es una fuerza repulsiva (ya que la presión ralentiza la expansión y lo contrario se aceleraría), más como la antigravedad, lo que, por supuesto, explica la expansión del universo y de las galaxias. alejándose unos de otros (lo que encaja con el modelo de big bang y las observaciones actuales), por eso el término. Hay muchas teorías, una de las cuales es algún tipo de campo dinámico que llena el espacio, pero tiene efectos opuestos a los de la materia y la energía en el espacio. Por qué es así, y qué lo causa, sigue siendo un misterio.

la energía oscura tiene la propiedad de hacer que el espacio-tiempo se expanda a una velocidad exponencial acelerada (el volumen del espacio se duplica después de que se pasa cierto período de tiempo). pero el efecto gravitacional de la materia normal es frenar la aceleración de la expansión del espacio, entonces el efecto gravitacional de la energía oscura es de naturaleza repulsiva.

Entonces, para que un efecto gravitacional sea repulsivo, entonces el impulso de masa de energía que lo genera debe tener una densidad de energía negativa o tener una presión negativa (la densidad de energía negativa tiene muchas discrepancias en la física por cierto).

y para responder a las preguntas en la descripción, el globo se expande por presión positiva debido a la diferencia de presión de la presión de aire en el interior y la presión de aire en el exterior, no debido al efecto gravitacional de la presión positiva. Por otro lado, el universo no tiene afuera, entonces, el único motivo por el cual expandir el universo a tal velocidad es tener una gravedad repulsiva que se genera por la presión negativa de la energía oscura.

Es realmente bueno para cualquiera preguntar sobre la naturaleza, es realmente sorprendente.

Se supone que la energía oscura explica el descubrimiento de que el universo se está expandiendo con una velocidad variable, es decir, está acelerando, eso fue en 1998, no muy lejos. Esto solo puede hacerlo una entidad física con gravedad o presión negativa. Esta entidad física puede Se debe observar que no emite luz, por lo que es Oscuro. En la historia posterior (1928) Einstein propuso la llamada constante cosmológica para mantener el universo en estado de estudio, como se pensaba en ese momento, donde se encontró mal, el El universo se está expandiendo (1929). Hoy se supone que esta constante cosmológica es la energía oscura que acelera la expansión y debe tener una presión negativa.

Mire el modelo de globo que cita. La presión de aire interna (“positiva”) es exactamente contrarrestada por la tensión (“negativa”) en el material del globo.

¿Qué tiene de “igual y opuesto” que no entiendes o esperas que sea de otra manera?

Pregúntese con un gas liberado en un volumen vacío, si descubre que no solo no se ralentiza, comienza a acelerarse después de un largo período de expansión más o menos constante, como si algo lo estuviera “chupando” aún más duro … como si fuera posible la “presión negativa” …

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