¿Cuál es el poder gravitatorio que ejercen sobre nosotros los neutrinos creados en el big bang?

Estaba pensando en el big bang y recordé que los neutrinos no solo viajan a la velocidad de la luz, sino que también se crearon en cantidades masivas muy temprano en el universo (época de los hadrones).

Dado que el universo en esa época tenía aproximadamente el tamaño de nuestro sistema solar ahora, y los neutrinos no interactúan mucho con la materia, ¿no serían esos neutrinos el "borde" del universo? Llamaré a este borde una 'capa de neutrino'.

Si no recuerdo mal, el Teorema de Shell debería aplicarse aquí, excepto por una cosa: si la velocidad de la gravedad es la velocidad de la luz, no importaría sentir un poco más de poder gravitatorio más cerca del 'lado' del universo en el que comenzó ?

Eso es porque el otro 'lado' del universo (asumiendo una esfera) se está alejando de nosotros más rápido que la velocidad de la luz, lo que implica que la fuerza de gravedad ejercida por esos neutrinos en algún momento desapareció.

Y esto también significaría que en algún momento la totalidad de esta 'capa de neutrinos' del universo estaría tan lejos de cada pieza de 'materia física' en el universo, moviéndose a velocidades más rápidas que la velocidad de la luz, que dejar de ejercer la gravedad sobre toda la materia?

¿Y no significaría eso que después de ese tiempo, el universo debería dejar de expandirse y comenzar a desinflarse (porque las galaxias dentro de la capa ahora no tienen fuerza de gravedad 'externa' ejercida por la capa de neutrinos)?

No sé si esto tiene sentido o me estoy perdiendo una parte fundamental de la física aquí.

Respuestas (1)

El Big Bang no sucedió en un punto y luego se expandió hacia el exterior .

El modelo que usamos para describir el universo, la métrica FLRW, se basa en la suposición de que el universo es homogéneo, es decir, es igual en todas partes. Eso significa que la densidad de neutrinos es constante en todas partes y ha sido constante desde que existieron los neutrinos. No hay capa de neutrinos en el borde del universo.

Los neutrinos son relativistas y, como resultado, su densidad de energía cae como a 4 , dónde a es el factor de escala de expansión . En comparación, la densidad de energía de la materia no relativista cae como a 3 por lo que la relación entre la densidad de energía de los neutrinos y la densidad de energía de la materia normal cae como 1 a . Esto significa que para muy pequeños a , es decir, cerca del Big Bang, la influencia gravitacional de los neutrinos domina sobre la materia normal. Sin embargo para grandes a (pequeño 1 a ) la influencia gravitacional de la materia normal domina sobre los neutrinos.

No estoy seguro de cuándo ocurrió el cambio, pero los neutrinos actualmente son gravitacionalmente insignificantes. La materia relativista, incluidos los fotones y los neutrinos, dejó de dominar unos 30.000 años después del Big Bang. Igual de bien, como si los neutrinos todavía fueran gravitacionalmente significativos, habrían impedido que la materia se aglutine para formar estrellas y luego galaxias y no estaríamos aquí para debatir el punto.

Es más complicado para los neutrinos. Aunque no hay duda de que eran relativistas en el universo primitivo, probablemente no lo sean ahora.
Una cosa que no entiendo sobre el big bang: ¿cómo es que puedes decir que todo el universo era del tamaño de nuestro sistema solar, pero que no tiene un centro? Quiero decir, debe, ¿no? Incluso si la 'cuadrícula' según la respuesta es infinita, sabemos, por ejemplo, que 0 está en el centro de la línea real, porque si tomamos un punto y restamos ese punto a sí mismo, llegamos a 0.
Además, ¿no es bastante fuerte la suposición de que el universo es infinito? Quiero decir, no tenemos idea. Puede ser prácticamente infinito, ya que se expande a velocidades a las que la materia no puede viajar, pero podría ser finito en todo momento.
@EduardoSahione: La línea real no tiene centro. Puede elegir cualquier número que desee, y la cantidad de la línea real a la izquierda y a la derecha de su número elegido será la misma. Esa es la maravilla del infinito :-) Un universo infinito no tiene centro por la misma razón.
@EduardoSahione: un universo homogéneo plano debe ser infinito o topológicamente cerrado. Infinito me parece más simple que topológicamente cerrado, aunque su kilometraje puede variar. Supongo que podría argumentar que el universo no es homogéneo, pero entonces la métrica FLRW ya no se aplica, por lo que todas las apuestas están canceladas.
@JohnRennie Pero cero es el elemento de identidad aditivo único. Lo que significa que tomamos cualquier punto y le agregamos su inverso aditivo, obtenemos el elemento de identidad aditivo. ¿Supongo que el universo no se considera un campo?
@JohnRennie Lo siento si sueno como un novato, solo trato de entender esto y esta es mi forma de hacerlo. Entonces, suponiendo que no hay un centro y que la métrica se ha expandido desde el principio de los tiempos hasta ahora, ¿significa eso que nuestros átomos solo están juntos debido a las interacciones nucleares y que si no existieran, todos los átomos se estarían separando unos de otros? -¿otro? ¿Y hay una fuerza que provoca esta expansión? Y si es así, ¿eso significa que en algún momento en el futuro podríamos tener esa fuerza más grande que la fuerza fuerte?
@EduardoSahione: mire los resultados de esta búsqueda para obtener mucha información sobre por qué la expansión del espacio-tiempo no afecta la materia.
@JohnRennie ¡Gracias, hombre! Agradezco mucho la ayuda. :)