Archivo de la etiqueta: expansión universal

Inestabilidades en el espacio-tiempo de Friedman explicarían el efecto de la energía obscura.

El aumento en las distancias a objetos lejanos nos indica que el Universo está en expansión.
Einstein supuso un Universo estático por lo que consideró la existencia de una constante cosmológica en sus ecuaciones.
Esa constante fue eliminada por el mismo Einstein cuando se encontró que existía una expansión, oportunidad en la que reconoció que se había equivocado. Cuando se observó una aceleración en esa expansión, la constante volvió, claro que con “otro aspecto”.
Es lógico hallar una expansión si el Universo nació de una gran explosión. Pero la gravedad debería estar frenándola, y a cambio, se observa que se expande cada vez más rápido. Esa expansión acelerada es producto de una energía de origen desconocido por lo que se la llama energía obscura.

Video: The Universal Balance of Gravity and Dark Energy Predicts Accelerated Expansion.

Publicado el 16 may. 2016

Se mostraron varios modelos con el fin de explicar lo que sucede.

Se llegó a considerar un Universo en rotación, donde la aceleración centrífuga vencía a la gravitatoria provocando un aceleración resultante en el alejamiento de los objetos lejanos (pdp, 9/mar./2016, La energía obscura como efecto de un Universo en rotación, https://paolera.wordpress.com/2016/03/09/la-energia-obscura-como-efecto-de-un-universo-en-rotacion/).

El espacio-tiempo de Friedman (https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9trica_de_Friedman-Lema%C3%AEtre-Robertson-Walker), es un modelo que describe nuestro Universo considerándolo homogéneo e isótropo (iguales propiedades en todas direcciones). Con algunas variaciones de esas ecuaciones, se desarrolló un modelo con raíces en la Termodinámica conocido como Universo Cardassiano. Si bien reproduce lo observado, no tiene sólidas bases teóricas que lo respalden (pdp, 29/may./2017, El modelo Cardassiano de Universo, https://paolera.wordpress.com/2017/05/29/el-modelo-cardassiano-de-universo/).

Ahora, para noviembre del 2017, se piensa que las ecuaciones de originales de Einstein son correctas y no es necesaria la constante relacionada con la aceleración en la expansión.
El Universo se expande en un espacio-tiempo de Friedman que no es estable.
En ese modelo de espacio-tiempo, se supone que la materia está distribuida uniformemente (homogéneo), lo que no sería tan así.
De esta manera, cualquier variación en la densidad de materia o en el curso de un cuerpo (galaxia), provocará una “inestabilidad local” que dará como resultado un “empuje” asociado a una aceleración en la expansión. Curiosamente, y en teoría, se encontró que en esas inestabilidades locales aparecen aceleraciones comparables a las que se dan en el marco de la energía obscura. Bajo este punto de vista, la energía obscura no es necesaria para producir la aceleración en la expansión observada.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Anuncios

El modelo Cardassiano de Universo.

En un Universo en expansión acelerada, los modelos tratan de explicarlo de la manera más sencilla posible.
Primero se estableció la existencia de la energía obscura como la responsable de esa expansión acelerada. También se conjeturó con un modelo rotacional de Universo, donde la aceleración en la expansión está relacionada con la aceleración centrífuga (pdp, 09/mar./2017, La energíoa obscura como efecto de un Universo en rotación, https://paolera.wordpress.com/2016/03/09/la-energia-obscura-como-efecto-de-un-universo-en-rotacion/). También se teorizó sobre la posibilidad de que pequeñas fluctuaciones en el tramado del espacio – tiempo, terminen generando una lenta y acelerada expansión (pdp, 17/may./2017, Pequeñas fluctuaciones del espacio-tiempo podrían explicar la naturaleza de la energía obscura, https://paolera.wordpress.com/2017/05/17/pequenas-fluctuaciones-del-espacio-tiempo-podrian-explicar-la-naturaleza-de-la-energia-obscura/).

Pero hay un modelo Cardassiano de Universo.

En él, se tiene en cuenta un Universo dominado por la materia. Con algunas variaciones en las ecuaciones conocidas (ecuación de Friedmann), explica la aceleración en la expansión sin necesidad de la energía obscura ni de una constante cosmológica. Si bien reproduce los datos observados de una manera llamativa, aún carece de una sólida base teórica. Aunque nuestro Universo observable es una versión en tres dimensiones de un modelo de branas de 11 dimensiones (una de ellas es el tiempo), el modelo Cardassiano se aplica aún en el caso de Universos planos. Este modelo tiene sus raíces relacionadas con la termodinámica y se está trabajando para hallar las ecuaciones dinámicas derivadas de la naturaleza de los movimientos observados (Wikipedia, Principio de acción, https://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_acci%C3%B3n).

Cardassiano.jpg

Imagen de un macho Cardassiano publicada en Memory Alfa Wiki

Aún no sé si el nombre de este modelo tiene o no relación con los Cardassianos, la especie humanoide del cuadrante Alfa en la serie Star Treck (Memory Alfa Wiki, Cardassianos, http://es.memory-alpha.wikia.com/wiki/Cardassianos).

Fuentes:

pdp.

Pequeñas fluctuaciones del espacio-tiempo podrían explicar la naturaleza de la energía obscura.

La energía obscura es la responsable de que el Universo esté acelerando su expansión.
Se ha buscado muchos orígenes de ésta, incluso se propuso un modelo de Universo en rotación para explicarla. En ese modelo, la aceleración centrífuga sería la responsable de la aceleración observada en la expansión (pdp, 09/mar./2016, La energía obscura como efecto de un Universo en rotación, https://paolera.wordpress.com/2016/03/09/la-energia-obscura-como-efecto-de-un-universo-en-rotacion/).

universo

Gráfico de las componentes del Universo publicado en Taringa.net

Las dos grandes ramas de la Física no logran explicar su origen. Por un lado, la Relatividad se encarga del estudio de los escenarios donde hay grandes energías donde existen las partículas. Por otro, la cuántica que estudia esas partículas, su naturaleza y propiedades.
Como ambas se desarrollan en diferentes escalas, no se llevan bien a la hora de analizar problemas en común. Por eso es que no se dispone de una teoría cuántica de la gravitación y sí de una relativística.

La energía del vacío, es una energía de origen cuántico que existe incluso en ausencia de la materia (Wikipedia, Energía del vacío, https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_del_vac%C3%ADo). Así, se la relaciona con la obscura, pero hay ciertas incoherencias.
La energía de vacío tiene características tales que, de ser responsable de la aceleración de la expansión universal, ésta sería más pronunciada que lo observado. Pero claro, no hay otra posible responsable de esta forma de expandirse que tiene el Universo.

Hay una teoría que en un principio ofrece una explicación.
Si el Universo pasara por fluctuaciones u oscilaciones aleatorias en su tramado del espacio-tiempo a escalas muy pequeñas, subatómicas, de miles de millones de veces menores que las dimensiones del electrón; éstas tendrían implicaciones a escalas mayores.
Haciendo los cálculos pertinentes, esas oscilaciones en expansión y contracción, junto con la gravedad y la energía del vacío, terminan arrojando un movimiento neto de expansión lenta pero acelerada con magnitudes coherentes con las observadas.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Slipher, el hombre casi hace un descubrimiento en dos oprtinudades.

Vesto Melvin Slipher (1875-1969), foto crédito: Lowell Observatory

Vesto Slipher [1] fue un hombre que casi encuentra algo importante en dos oportunidades.
Percival Lowell [2] estaba obsesionado con la vida en Marte y con los canales marcianos hechos por los supuestos habitantes de ese Planeta. Así es como le encargó a Slipher que observara unas nebulosas espirales, las que suponían que eran estrellas en formación (hoy en día se sabe que son galaxias como la nuestra). Slipher encontró que se movían muy rápido para ser objetos de nuestra galaxia. También advirtió que las más débiles (lejanas) se movían con mayor rapidez.
Más tarde, Edwin Hubble [3] mide sus distancias y encuentra la ley que hoy lleva su nombre, según la cual, los objetos se alejan más rápido con la distancia.
Slipher casi encuentra la expansión Universal.

Foto del descubrimiento de Plutón crédito de Lowell Observatory.

En la búsqueda del Planeta X, se le encargó a Slipher que tomara imágenes del cielo y que las repita luego de unos días. La idea era hallar un objeto pequeño moviéndose entre las estrellas. Lowell calculó que debería estar en la constelación de Geminis.
Slipher se tomó ese trabajo, el que pronto pasó a Clyde Tombaugh [4] quien consideraba que había que ser más minucioso en la revisión de las imágenes que lo que era Slipher.
Así fue cómo el 18 de febrero de 1930, Tombaugh descubre Plutón, en las imágenes revisadas por Slipher.
De esta manera, Slipher casi descubre Plutón.

Referencias:

  1. https://es.wikipedia.org/wiki/Vesto_Melvin_Slipher
  2. https://es.wikipedia.org/wiki/Percival_Lowell
  3. https://es.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble
  4. https://es.wikipedia.org/wiki/Clyde_Tombaugh

Fuente:

pdp.