¿Por qué la energía oscura causa la expansión del universo a nivel intergaláctico, pero no a nivel interestelar?

Creo que un problema es que muchas cuentas populares hacen que parezca que el “espacio” es una especie de sustancia que se está expandiendo, arrastrando cosas. Esto está mal .

De hecho, déjame decirte algo interesante. Las ecuaciones que describen un universo en expansión, las llamadas ecuaciones de Friedmann, pueden, de hecho, derivarse de la física puramente newtoniana. ¡No se requiere teoría de la relatividad!

Entonces no, el espacio no es una sustancia. No está haciendo ninguna expansión. No está arrastrando las cosas.

Más bien, cuando la materia surgió en el Big Bang, tuvo un impulso inicial. La mejor manera de pensarlo es que la materia surgió en el estado de volar aparte .

Si toda esa materia hubiera sido lo que los cosmólogos llaman “polvo”, es decir, materia sin presión o fricción interna, y si hubiera sido completamente homogénea, continuaría volando a la misma velocidad en todas partes. Pero la materia no era completamente homogénea. Hubo pequeñas fluctuaciones iniciales. Y donde la materia era un poco más densa, tenía un poco más de gravedad propia. Lo que significa que con el tiempo, se fue volando un poco más lentamente en esos lugares.

En algunos lugares, la sobredensidad de la materia era lo suficientemente grande como para detener por completo la parte de vuelo. La presión y la fricción interna también ayudaron, ya que hicieron posible que la energía cinética de la materia se disipe en forma de calor, disminuyendo aún más la materia. Si el vuelo se detuvo por completo, la gravedad se hizo cargo y la materia se agrupó. Estos grupos eventualmente se convirtieron en cúmulos de galaxias, y dentro de esos cúmulos, galaxias individuales, cúmulos estelares en esas galaxias, sistemas solares en esos cúmulos estelares.

Entonces el punto es que la materia dentro de una galaxia dejó de volar. Su auto-gravedad prevaleció sobre la “patada” inicial que este asunto recibió del Big Bang.

Y para ser claros, cuando hablo de esta “patada” inicial, no me refiero a la materia volando hacia un espacio vacío preexistente. Todo el espacio estaba lleno de materia desde el principio. Es solo que, en promedio, la materia es mucho menos densa hoy que justo después del Big Bang. Si el universo fuera finito, de hecho significaría que debe ser más grande hoy de lo que era en aquel entonces. Pero hasta donde sabemos, el universo es, y siempre ha sido, espacialmente infinito … y cualquier matemático puede decirle que hay (muy contraintuitivamente) exactamente tantos puntos en la línea real entre 0 y 1 como hay entre o y 10 o 0 y 1,000,000.

En cuanto a la energía oscura … su contribución es esencialmente la gravedad repulsiva. Es decir, bajo su gravedad propia, la energía oscura se expande en lugar de contraerse. Entonces, en cualquier región del espacio dominada por la energía oscura, la energía oscura acelera la expansión.

Pero para eso, la energía oscura primero debe dominar. Y la densidad de energía de la energía oscura es muy baja. Entonces, solo en el espacio entre los cúmulos de galaxias, y solo en los últimos miles de millones de años, la energía oscura llegó a dominar sobre otras formas de materia. En regiones donde la expansión se detuvo hace miles de millones de años, como dentro de un grupo de galaxias o en una galaxia, la densidad de la materia normal (y oscura) nunca cayó por debajo del umbral donde la energía oscura se vuelve dominante. Entonces, la repulsiva respuesta gravitacional de la energía oscura nunca tuvo la oportunidad de prevalecer sobre la atractiva gravedad propia de otras formas de materia.

JZ, una gran pregunta y una para pasar el tiempo , sin juego de palabras. La cantidad de tiempo / etc que se tarda en resolver y concluir indica considerable sobre la pregunta, las respuestas y los autores / verdad.

GR, espacio-tiempo, la luz tiene sus debilidades inherentes , y cuando se destaca simplemente como lo he hecho por la verdad, los autores en GR se enderezan y luchan por

ponerse al día con la explicación lógica sin errores. La materia oscura, prima de la energía oscura, ahora finalmente está siguiendo el camino de la lógica que he explicado a través del ToE. Algunos lo entienden, otros no.

La energía oscura es nex t … no hay energía oscuraa nivel intergaláctico, pero no a nivel interestelar”. Cuando se explica / entiende / aplica VACIS , la energía oscura , al igual que la materia oscura, no es necesaria; Dark Energy (la respuesta de Doug Snell a ¿Hay energía infinita en el universo?) Y Dark Matter son productos de imaginación necesarios para explicar lo que no se entiende sobre las galaxias y el universo. El trabajo de ToE aún no está hecho, para ser aceptado como The ToE , independientemente de cómo se produzca, sus estrategias y conclusiones son innegables / inevitables :

Se ha encontrado que la falla se refiere al desplazamiento al rojo / luz y las interpretaciones / postulados / explicaciones de GR sobre la energía oscura y la ‘expansión’ son defectuosas:

VACIS VACIS explica el desplazamiento al rojo que se interpreta como ‘expansión ‘, y de VACIS se deriva un modelo lógico:

la lógica VACIS sigue / se adhiere a las explicaciones / leyes lógicas / físicas; en lugar de ‘expandirse a una velocidad creciente ‘ en desafío a la gravedad que requiere ‘energía oscura’, el universo está ‘contrayéndose a una velocidad creciente ‘ que no requiere energía oscura … ya que la sabiduría del TOE ‘lo señala’.

douG

Si ayuda, es un regalo.

Entiendo que el término “Energía Oscura” se refiere al término Constante Cosmológica L en la ecuación de Einstein R + L = T.

Ese término, que equivale a una constante por la métrica, se puede mover al RHS de la ecuación, R = T – L , y así verse como una forma exótica de Energía . Es decir, si realmente existiera un campo de “Energía Oscura”, que tuviera una densidad de energía de masa en reposo positiva pero una presión negativa, entonces ese campo de energía adicional imputaría una curvatura adicional al tejido del espacio-tiempo.

Sin embargo, ese término también puede mantenerse en el LHS de la ecuación, R + L = T , y así verse como una forma extraordinaria de curvatura espacio-tiempo, que es intrínseca a la estructura del espacio-tiempo, incluso en ausencia total. de cualquier densidad de masa-energía-momento convencional ( es decir, T = 0 ya no implica R = 0 ).

Si es así, la estructura del espacio-tiempo no “se encuentra naturalmente plana” como se visualiza en las analogías típicas de “láminas de goma” y “trampolín”. Más bien, tiene un “arco natural” como los remolques de plataforma plana de los camiones semi, que se inclinan hacia arriba vacíos, de modo que permanecen planos bajo una carga pesada.

Para todos los valores habituales elegidos para la constante cosmológica (de orden el cuadrado inverso de la distancia del Hubble), esa curvatura intrínseca, incluso del espacio-tiempo vacío, es tan leve, que sus efectos son insignificantes en el “pequeño” interplanetario y distancias interestelares, y solo se hacen observables a distancias intergalácticas “grandes”. Por supuesto, el término todavía está allí en la ecuación, entiendo que GR estipule, y dada la vaga equivalencia de espacio y tiempo, si sus efectos son observables a lo largo de grandes distancias espaciales, quizás sus efectos también sean observables a través de los eones de Tiempo cósmico? ¿Quizás la Tierra ha orbitado al Sol algunas veces más, o ha sufrido algunos ciclos adicionales de Milankovitch, debido a sus efectos?

La respuesta es la gravedad.

Las galaxias son el cúmulo de estrellas. ¿Cómo se las arreglan para mantenerse juntos en un espacio en continua expansión? Gravedad. Se aferran el uno al otro por la fuerza de la gravedad. De hecho, esta es la razón por la cual existen las galaxias. El grupo de estrellas que podrían influenciarse entre sí por su gravedad lo suficientemente fuerte como para permanecer juntas permanecieron juntas. Este grupo se llama galaxia.
Sin embargo, estos racimos están tan lejos de los otros racimos que no pudieron retenerlos. Por lo tanto, se seguirían separando debido al espacio en expansión.

Y esta es la razón por la cual la expansión se puede observar a nivel intergaláctico. El espacio se está expandiendo en todas partes, incluso entre los espacios interestelares. Pero no se puede observar ya que los inicios no se están separando debido a la gravedad y el espacio en expansión se desliza un poco a través de ellos.

Piénsalo de esta manera. Toma tres pedazos de madera. Ate dos piezas y tírelas al agua corriente. Puedes ver las piezas atadas juntas que fluyen hacia el agua junto con la pieza que no está atada. Pero la pieza desatada fluirá porque no estaba atada a nada. Las piezas atadas también fluirán pero juntas.
En términos generales, esa cuerda que mantiene juntas las piezas de madera atadas es la gravedad. Estas dos piezas juntas forman la galaxia y la otra pieza también es una galaxia, pero se alejaría de estas piezas atadas (si el flujo de agua no es constante sino que aumenta al igual que el espacio). No hay una cuerda atada entre ellos, lo que significa que la gravedad no es lo suficientemente fuerte como para que puedan permanecer juntos.

No estoy de acuerdo con algunos de los puntos que Viktor hizo.

Una línea numérica es espacialmente infinita, pero el universo no puede desglosarse más allá de la longitud de Planck. Se considera que la realidad se “detiene” en este nivel porque la borrosidad cuántica comienza a afectar el espacio-tiempo mismo.

El espacio es una sustancia, se llama espacio-tiempo. No sabemos exactamente qué es, pero sabemos que es algo. El espacio y el tiempo se entrelazan para formar esta sustancia y sabemos que puede doblarse por la presencia de materia (relatividad general).

El espacio-tiempo podría ser la combinación de los 15 campos cuánticos más el tiempo. O los campos cuánticos pueden existir dentro del espacio-tiempo.

La idea de que la energía oscura está detenida dentro de las galaxias no es parte de ninguno de los modelos de energía oscura. La energía oscura es muy pequeña en el nivel galáctico.

De hecho, el “gran desgarro” es una idea que dice que la expansión continuará invadiendo escalas cada vez más pequeñas y eventualmente llenará incluso el espacio entre los átomos. Por lo tanto, toda la materia serán átomos individuales que se extenderán cada vez más.

Todo será “desgarrado” aparte.

Voy a dar una respuesta cínica que a muchas personas no les gustará. La energía oscura causa la expansión del universo en el nivel intergaláctico, pero no en el nivel interestelar, porque eso es lo que se requiere de la energía oscura, para que otras teorías funcionen.

No estoy de acuerdo con Viktor. En física no existe un verbo como “prevalecer”. Una fuerza no “gana” sobre otra. Las fuerzas se suman. Cada fuerza contribuye. Por pequeño que sea el efecto de la energía oscura, todavía está aquí, actuando aquí, actuando ahora.

Por “aquí” no me refiero a un punto, me refiero a cada volumen, por pequeño que sea. La energía oscura es como los efectos de las mareas que son la gravedad. En GR, se modela como un ligero ajuste al término métrico del tensor gravitacional.

¿La energía oscura tiene efectos observables en la escala del sistema solar? Hubo una pregunta sobre Quora sobre esto, tal vez en un comentario, así que me senté e hice el cálculo. Sí, lo hay, lleva millones de años ser significativo, pero se expande lentamente, por ejemplo, la órbita de la Tierra y la de la Luna.