Si el universo es plano en curvatura, ¿cómo se acelera también su expansión?

Answer 1

La pregunta originalmente respondió: Si el universo es plano en curvatura, ¿cómo se acelera también su expansión?

Los científicos han determinado con confianza que nuestro universo tiene una curvatura plana, pero si se supone que un universo plano (como el nuestro) se expande para siempre pero con la velocidad de expansión disminuyendo y acercándose a cero, ¿por qué la aceleración del universo realmente se está acelerando? ¿Está involucrada la energía oscura?

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Ignorando los detalles de su pregunta y abordando solo la pregunta principal en sí, tendría que señalar que la expansión del universo y la curvatura del universo, básicamente, no tienen nada que ver entre sí.

Los tres tipos de universo, hiperbólico o abierto, elíptico o cerrado y euclidiano o plano, son capaces de expandirse. Para entender esto, es necesario entender qué es realmente la expansión.

En la relatividad general, estamos, en general, trabajando en un espacio curvo, y necesitamos una manera de definir cómo medir cosas como los ángulos y las distancias en dicho espacio. Esta información sobre cómo medir en un espacio curvo se codifica en algo conocido como el tensor métrico, o simplemente la métrica.

La expansión del espacio tiene que ver con el cambio de esta métrica en el tiempo. Sin nada que se mueva en el espacio, si la métrica cambia con el tiempo, las cantidades medidas también cambian con el tiempo. Esto no tiene nada que ver precisamente con la forma del universo en el que vivimos. Si las distancias medidas crecen en el tiempo, hablamos de expansión del universo; si se reducen, hablamos de contracción del universo.

La verdadera pregunta, por supuesto, es ¿por qué está cambiando esta métrica? ¿Por qué está cambiando de tal manera que observamos que la expansión en realidad está acelerando?

Ahora en los detalles de tu pregunta, mencionas la energía oscura. Y de hecho, es el caso de que la energía oscura es responsable de esta aceleración. Pero debe señalarse que la energía oscura aquí es simplemente un nombre en código para una causa desconocida. No tenemos idea de qué es realmente la energía oscura. Puede ser energía de vacío, una curvatura predeterminada del espacio, algún campo misterioso llamado quintaesencia, la constante cosmológica, fluido oscuro, etc.

Answer 2

La tasa de expansión no se está desacelerando. Si no hubiera energía oscura, y la materia oscura y ordinaria tuviera la misma densidad que observamos, la expansión continuaría indefinidamente, pero también se desaceleraría (desaceleraría). Sin embargo, el contenido de energía de la energía oscura es el doble que el de toda la materia (oscura y ordinaria) y hace que la expansión se acelere. Es solo en los últimos 20 años que esto se ha realizado y medido con cierta precisión.

El universo plano (dentro del orden de un porcentaje) es el resultado de la inflación y en términos de densidad crítica (equivalente a 5 o 6 masas de protones por metro cúbico) es 5% de materia ordinaria, 27% de materia oscura y 68%. energía oscura.

A medida que el universo continúa expandiéndose, la materia oscura y ordinaria se diluye; la densidad de la materia cae. Pero cada nuevo volumen de espacio contiene energía oscura, incluso si no hay materia, hay energía en el vacío. El resultado es que la energía oscura se vuelve aún más dominante en el futuro que en la actualidad, impulsando la aceleración de la expansión. El universo se dirige hacia un crecimiento exponencial de su factor de escala.

Answer 3

A partir de las mediciones del fondo de microondas del Cosmic y otros datos, el universo parece ser plano y su expansión se está acelerando ligeramente.

La materia oscura es el factor de relleno que se ha agregado para explicar la planitud (y también el hecho de que las galaxias no giran como se podría esperar). Si eso fuera todo lo que estaba sucediendo, sería equivalente a que la expansión apenas alcanzara la velocidad de escape, es decir, la velocidad actual suficiente para apenas ir de la costa al infinito. Así que habría una desaceleración muy leve.

La energía oscura es el factor de fondo que incluimos para explicar la aceleración. Podría ser una constante cosmológica que es una tendencia expansiva de cableado que encaja naturalmente en las ecuaciones de Einstein, o podría ser una forma exótica de cosas con energía de masa positiva pero presión negativa grande (extrañamente, la presión positiva contribuye a la gravitación).

Answer 4

No he escuchado la noticia de que ningún científico haya declarado que el universo es plano, mucho menos que uno. ¿Dónde leíste esto?

La velocidad de expansión se está acelerando, no disminuyendo. Disminuir la velocidad es lo que uno esperaría, y lo que predijo la física, pero las mediciones han demostrado lo contrario. La creciente tasa de expansión sigue siendo un misterio. El misterio ha sido llamado energía oscura . Entonces sí, la energía oscura está involucrada, pero solo porque eso es lo que hemos llamado provisionalmente la causa desconocida.