Expansión del espacio-tiempo

[Ricardo G. Silveira]

[FONT=Times New Roman]Expansión del espacio-tiempo, es un tema que me llama mucho la atención. Se dice que las galaxias y cúmulos de galaxias no se mueven por sí mismos, es el espacio entre ellas el que está creciendo. [/FONT]

[FONT=Times New Roman]La teoría dice que al principio del tiempo, (t = 0), el Universo, tuvo una fase inflacionaria[/FONT][FONT=Times New Roman] donde la expansión fue verdaderamente considerable, incluso leí en un libro que se expandió mas rápido que ¿la velocidad de la luz? y después al enfriarse se fue deteniendo la expansión. [/FONT]

[FONT=Times New Roman]Las ultimas observaciones demuestran todo lo contrario, que la expansión del Universo se esta acelerando, debido a la energía oscura ¿tal vez? Parecer ser una contradicción, porque el corrimiento hacia el rojo de las galaxias muy lejanas y de los quasares, es debido por el aceleramiento en la expansión del espacio-tiempo. [/FONT]

[FONT=Times New Roman]Me disculpan pero no se en que foro va este tema. Saludos RS[/FONT]

[pod]

Re: Expansión del espacio-tiempo

Me disculpan pero no se en que foro va este tema.

En general, simplificando, si quieres que la discusión tenga ecuaciones y conceptos complicados, va en la categoría de Dudas y preguntas. Si no, en divulgación. Como tu perfil pone que eres de nivel divulgación, lo muevo allí

Expansión del espacio-tiempo, es un tema que me llama mucho la atención. Se dice que las galaxias y cúmulos de galaxias no se mueven por sí mismos, es el espacio entre ellas el que está creciendo.

Sí, así es. Claro, estadísticamente cada galaxia puede tener un ligero movimiento propio (particular que se dice), pero muy pequeño.

La cosa es como un globo que se infla. Dos marcas hechas en la goma, se separarán al inflar el globo, aunque estén quieta. Imagínate que las marcas en realidad son hormiguitas que caminan poco a poco. Se continuarán separando a grandes rasgos por el inflado del globo, pero tendran cierto movimiento entre si. Pero a todos los efectos, uno desprecia el movimiento particular ya que importa poquito

La teoría dice que al principio del tiempo, (t = 0), el Universo, tuvo una fase inflacionaria donde la expansión fue verdaderamente considerable, incluso leí en un libro que se expandió mas rápido que ¿la velocidad de la luz? y después al enfriarse se fue deteniendo la expansión.

Es una forma de expresar lo que pasa simplista. Volvamos al ejemplo del globo y las hormigitas. Imagínate que las hormiguitas ahora no son galaxias, sino luz (por lo que se mueven a la velocidad de la luz, la máxima posible). Las hormigas en nuestro ejemplo caminan una respecto de la otra a la máxima velocidad posible. Pueden pasar dos cosas, dependiendo de a que ritmo se infle el globo: 1) que el globo se infle relativamente despacio, de forma que con su velocidad particular las hormigas puedan acercarse la una a la otra; 2) que el globo se infle tan deprisa, que por mucho que corran las hormigas, la separación entre ellas nunca disminuye sino que crece.

En la teoría estándar del big bang, el universo siempre crece despacio (como en 1). Sin embargo, para solucionar varios problemas muy graves que tiene esta teoría, se introduce una fase inflacionaria (como en 2) en el universo primigenio (muy muy poco después de t=0). Después de esta fase inflacionaria, la evolución del universo es lenta y equivalente al big bang estándar. La fase inflacionaria es algo que pasó entre el principio del tiempo y la evolución estándar.

Las ultimas observaciones demuestran todo lo contrario, que la expansión del Universo se esta acelerando, debido a la energía oscura ¿tal vez? Parecer ser una contradicción, porque el corrimiento hacia el rojo de las galaxias muy lejanas y de los quasares, es debido por el aceleramiento en la expansión del espacio-tiempo.

Esta nueva aceleración sigue siendo "lenta", no como la fase inflacionaria inicial. Y la mayor parte de modelos consideran que esta aceleración empezó hace poco, es decir, el universo habría tenido cuatro fases:

• Inflación: expansión exponencial, más "rápida que la luz" (caso 2).
• Evolución estándar: expansión frenada, más "lenta que la luz" (caso 1). En realidad esta fase se divide en dos, pero ahora no importa.
• Fase de la energía oscura: está empezando ahora, expansión acelerada pero aún más lenta que la luz (caso 1).

[carroza]

Re: Expansión del espacio-tiempo

[FONT=Times New Roman]Expansión del espacio-tiempo, es un tema que me llama mucho la atención. Se dice que las galaxias y cúmulos de galaxias no se mueven por sí mismos, es el espacio entre ellas el que está creciendo. [/FONT]

[FONT=Times New Roman]La teoría dice que al principio del tiempo, (t = 0), el Universo, tuvo una fase inflacionaria[/FONT][FONT=Times New Roman] donde la expansión fue verdaderamente considerable, incluso leí en un libro que se expandió mas rápido que ¿la velocidad de la luz? y después al enfriarse se fue deteniendo la expansión. [/FONT]

[FONT=Times New Roman]Las ultimas observaciones demuestran todo lo contrario, que la expansión del Universo se esta acelerando, debido a la energía oscura ¿tal vez? Parecer ser una contradicción, porque el corrimiento hacia el rojo de las galaxias muy lejanas y de los quasares, es debido por el aceleramiento en la expansión del espacio-tiempo. [/FONT]

[FONT=Times New Roman]Me disculpan pero no se en que foro va este tema. Saludos RS[/FONT]

Bueno, seguro que hay en el foro alguien que explica esto mejor que yo, pero dejame dar un par de ideas, para que no se vea todo esto más raro de la cuenta.


1) El universo se expande, y las galaxias, cuanto más lejos están, mas rapido se alejan.

2) El corrimiento al rojo es una medida de la velocidad de alejamiento de las galaxias.

3) Si la expansion del universo fuera homogénea, es decir, si no hubiera efectos de frenado o aceleración de expansion, entonces la velocidad relativa seria proporcional a la distancia entre las galaxias (Ley de Hubble). El cociente velocidad/distancia , no muy lejos de nuestra galaxia, es la constante de Hubble.

4) Si hubiera efectos de frenado de la expansion, la velocidad de las galaxias más lejanas, y su corrimiento al rojo, seria mayor de lo que daria la ley de Hubble. Esto es lo que se esperaba antes, en base a las ecuaciones de Einstein sin constante cosmológica.

5) Lo que se ha descubierto, y resultó sorprendente, es que el corrimiento al rojo de las galaxias lejanas es menor de lo predicho por la ley de Hubble. Esto se interpreta como una aceleración en la expansión, que solo puede explicarse en las ecuaciones de Einstein reintroduciendo la constante cosmológica.

6) Basicamente, la constante cosmológica, vestida de lagarterana (multiplicada por el tensor metrico e introducida en el tensor energia-momento), es la energia oscura.

[kaycopperfield]

Re: Expansión del espacio-tiempo

3)
que solo puede explicarse en las ecuaciones de Einstein reintroduciendo la constante cosmológica.

Bueno bueno, frena el carro, eso de que "solo" puede explicarse introduciendo una constante cosmológica...las explicaciones a la aceleración del Universo son múltiples y variadas, desde modificaciones de la gravedad hasta la inclusión de todo tipo de campos, siempre y cuando la relación de energías y presiones sea la apropiada. De hecho el mas grave problema del que se adolece a este respecto es la falta de medidas experimentales que puedan diferenciar entre el enorme boom de modelos que seha producido

Saludos

[pod]

Re: Expansión del espacio-tiempo

Bueno bueno, frena el carro, eso de que "solo" puede explicarse introduciendo una constante cosmológica...las explicaciones a la aceleración del Universo son múltiples y variadas, desde modificaciones de la gravedad hasta la inclusión de todo tipo de campos, siempre y cuando la relación de energías y presiones sea la apropiada. De hecho el mas grave problema del que se adolece a este respecto es la falta de medidas experimentales que puedan diferenciar entre el enorme boom de modelos que seha producido

Saludos

Uff! ¡Por un momento tuve un dejavu! Sabía que había hablado de esas cosas, pero no veía el post en este hilo, resulta que fue en otro.

[kaycopperfield]

Re: Expansión del espacio-tiempo

Uff! ¡Por un momento tuve un dejavu! Sabía que había hablado de esas cosas, pero no veía el post en este hilo, resulta que fue en otro.

Si, ya veo que has comentado el tema.

No soy un experto en absoluto en este contexto, aunque por lo que he entendido para que exista expansión acelerado tiene que violarse cierta condición de la energía (puede ser la WEC?) y, apriori, cualquier tipo de materia que cumpla eso puede generar expansión acelerada. Se introduce la constante cosmológica porque es la forma mas "a mano" que se dispone pero no hay ninguna razón fundamental que justifique que tenga que ser por narices la explicación de este fenómeno. De hecho, y si no he entendido mal (que alguien me lo diga si estoy metiendo la patita) ni siquiera está probado (dentro de lo que pueda significar "probado" a estos niveles) que sea estrictamente necesario que la propia energía oscura sea la que esté generando la expansión acelerada.

(Se nota que estoy intentando meter la cabeza en este campo?)

Saludos

Edito y Corrijo: Es la SEC la que tiene que violarse. La violación de la WEC llevaría a una aceleración del Universo exponencialmente acelerada (Big Rip, si no he entendido mal)

[alshain]

Re: Expansión del espacio-tiempo

La expansión acelerada viola la condición fuerte de la energía, que para fluídos perfectos vale $p \geq - \rho / 3$. El big-rip lo que viola además es la condición dominante de la energía que especifica $p \geq - \rho$. Se puede mostrar fácilmente que una ecuación de estado $p = - \rho$ implica una expansión exponencial $a \sim \exp(Ht)$. El big-rip, por contra, es una expansión con factor de escala divergente en un tiempo finito.

Me gustaría comentar además que la inflación no tiene necesariamente nada que ver con una expansión con velocidades de recesión superlumínicas. Todo modelo cosmológico con una ley de Hubble y en el cual el espacio es suficiéntemente grande tiene velocidades de recesión superlumínicas a distancias $d > c / H$, independiéntemente del tipo de evolución para el parámetro de Hubble.

Un saludo.

[pod]

Re: Expansión del espacio-tiempo

Me gustaría comentar además que la inflación no tiene necesariamente nada que ver con una expansión con velocidades de recesión superlumínicas. Todo modelo cosmológico con una ley de Hubble y en el cual el espacio es suficiéntemente grande tiene velocidades de recesión superlumínicas a distancias $d > c / H$, independiéntemente del tipo de evolución para el parámetro de Hubble.

Es que, en relatividad general, el concepto "velocidad" está mal definido. Sólo se puede definir en contextos "cuasi planos" (localmente en SRI en caida libre y todo eso). El universo, a la escala del horizonte, es altamente no-cuasi plano (no confundir con el hecho de que las secciones de tiempo cosmológico constante sean planas; el espacio-tiempo no es plano).

Aunque, recordad, este es el foro de divulgación, debemos centrarnos en un nivel que hasta la portera entienda... Si hay interés en seguir, podemos separar el final del hilo al foro de Dudas y preguntas

[kaycopperfield]

Re: Expansión del espacio-tiempo

La expansión acelerada viola la condición fuerte de la energía, que para fluídos perfectos vale $p \geq - \rho / 3$. El big-rip lo que viola además es la condición dominante de la energía que especifica $p \geq - \rho$. Se puede mostrar fácilmente que una ecuación de estado $p = - \rho$ implica una expansión exponencial $a \sim \exp(Ht)$. El big-rip, por contra, es una expansión con factor de escala divergente en un tiempo finito.

Me gustaría comentar además que la inflación no tiene necesariamente nada que ver con una expansión con velocidades de recesión superlumínicas. Todo modelo cosmológico con una ley de Hubble y en el cual el espacio es suficiéntemente grande tiene velocidades de recesión superlumínicas a distancias $d > c / H$, independiéntemente del tipo de evolución para el parámetro de Hubble.

Un saludo.

Muchas gracias, tengo un lio entre WEC, DEC, SEC y demas condiciones de energía de tres pares (por cierto, alquien puede explicarme como editar formulas en el foro? se sigue el mismo método que para el LaTeX?)

Saludos

[aLFRe]

Re: Expansión del espacio-tiempo

Muchas gracias, tengo un lio entre WEC, DEC, SEC y demas condiciones de energía de tres pares (por cierto, alquien puede explicarme como editar formulas en el foro? se sigue el mismo método que para el LaTeX?)

Las funcionalidades de la webdefisica están ampliamente documentadas,
y tiene una sección de preguntas frecuentes.
Aquí tienes una referencia que yo suelo consultar sobre
BBcode ,
más en concreto los tags por los que preguntas está al final.

Saludos.