¿Cómo un universo en expansión y una energía de vacío de densidad constante no violan la conservación de la energía? [duplicar]

Según el título. Probablemente estoy pensando demasiado ingenuamente de una manera clásica, pero intuitivamente me parece que:

  1. la presencia de energía de vacío a densidad fija en todo el espacio y,
  2. un universo en expansión

implicaría que más y más energía se agrega constantemente al universo.

Supongo que todavía no nos hemos dado por vencidos con la conservación de la energía, entonces, ¿dónde está el truco?

Consulte también physics.stackexchange.com/a/10402/123208 y physics.stackexchange.com/q/405608/123208 y los enlaces incluidos. TL; DR: GR no tiene conservación global de energía, o que incluso es posible definir una energía global para todo el universo. Pero la conservación local de la energía todavía está bien.

Respuestas (1)

La conservación de energía es equivalente a la derivada de tiempo parcial de Lagrange siendo 0 . En un espacio-tiempo FLRW, esto falla. (De hecho, la energía total no siempre está bien definida en la relatividad general).

Mientras que la materia ordinaria tiene una densidad proporcional a a 3 en un universo de factor de escala a , la energía oscura está lejos de ser el único componente del universo que no funciona así, lo que resulta en una contribución dependiente del volumen a la masa-energía total. La radiación tiene un a 4 densidad, por lo que en realidad disminuye con el tiempo. Esta es la razón por la cual una era dominada por la radiación precedió a la era dominada por la materia.