¿Es la antigravedad (es decir, la gravedad repulsiva) la fuente de la expansión acelerada (energía oscura)?

¿Es la antigravedad la fuente de la expansión acelerada (energía oscura)?

A partir de la observación de 1998, descubrimos que nuestro universo ha continuado su expansión acelerada, y la causa desconocida de esta expansión acelerada se denominó energía oscura.

Sin embargo, nadie está seguro de si la energía oscura realmente se origina a partir de la antigravedad, por otras razones, como se indica a continuación.

1. No se ha observado antigravedad en laboratorios o alrededor de la tierra, hasta ahora.

2. Al contrario de eso, la fuerza que proviene de la energía oscura es$F = + kr$en forma de${\vec F_\Lambda } =\frac{1}{3}\Lambda m{c^2}r\hat r$forma, la antigravedad es$F = + \frac{k}{{{r^2}}}$conformado.

3. Como la energía oscura es un efecto desconocido en sí mismo, existe la posibilidad de que exista otra fuerza desconocida diferente a las existentes.

Dado que todavía no tenemos idea sobre la fuente de la energía oscura, ha sido difícil llamar a la energía oscura "antigravedad", aunque era posible llamarla "efecto antigravitatorio", en la forma en que su efecto es repulsivo.

A. Energía potencial gravitacional, cuando existe antigravedad.

Somos conscientes de lo que la autoenergía gravitatoria (energía de enlace gravitacional) como la suma de la energía potencial gravitacional se muestra de la siguiente manera, cuando las materias muestran una distribución esférica tridimensional.

${U_S} = - \frac{3}{5}\frac{{G{M^2}}}{r}$(r: radio, M: la masa de la esfera)

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_binding_energy

Porque estamos planeando aplicar esto a la cosmología,

Supuesto : Para un modelado simple, supondremos que la fuente de antigravedad tiene una distribución uniforme en una escala cosmológica de un nivel de cúmulo de galaxias.

Cuando la autoenergía gravitacional de las materias ordinarias es como la de abajo en nuestro universo,

${U_M} = - \frac{3}{5}\frac{{G{M^2}}}{r}$

Como no sabemos qué tan grande es la energía potencial gravitatoria por antigravedad, introduzcamos e indiquemos una constante${k_h}$que es fácil de comparar como se muestra a continuación, para una comparación simple.

${U_{DE}} = {k_h}\frac{{G{M^2}}}{r}$

B. Fuerza generada por energía potencial gravitatoria positiva.

$\vec F = - \nabla {U_{DE}} = -\frac{{\partial {U_{DE}}}}{{\partial r}}\hat r = - \mathop {\lim}\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{U_{DE}}(r + \Delta r) - {U_{DE}}(r)}}{{\Delta r}}\hat r$

${U_{DE}(r)} = {k_h}\frac{{G{M^2}}}{r} = {k_h}\frac{{G{{(\frac{{4\pi }}{3}{r^3}{\rho _r})}^2}}}{r} ={k_h}G{(\frac{{4\pi }}{3})^2}{\rho _r}^2{r^5}$

${U_{DE}}(r + \Delta r) = {k_h}G{(\frac{{4\pi }}{3})^2}{\rho _{r + \Delta r}}^2{(r + \Delta r)^5}$

Al considerar la ley de conservación de la masa-energía,

${\rho _r}{r^3} = {\rho _{r + \Delta r}}{(r + \Delta r)^3}$

${\rho _{r + \Delta r}} = {\rho_r}{(\frac{r}{{r + \Delta r}})^3} = {\rho _r}(1 - 3\frac{{\Delta r}}{r} + 6{(\frac{{\Delta r}}{r})^2}...)$

${\rho _{r + \Delta r}}^2 = {\rho_r}^2(1 - 6\frac{{\Delta r}}{r} + 21{(\frac{{\Delta r}}{r})^2}...)$

${(r + \Delta r)^5} = {r^5}{(1 + \frac{{\Delta r}}{r})^5} = {r^5}(1 + 5\frac{{\Delta r}}{r} + 10{(\frac{{\Delta r}}{r})^2} + \cdots )$

$F = - \mathop {\lim }\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{k_h}G{{(\frac{{4\pi }}{3})}^2}[{\rho _{r + \Delta r}}{}^2{{(r + \Delta r)}^5} - \rho _r^2{r^5}]}}{{\Delta r}}$

$F \approx - \mathop {\lim }\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{k_h}G{{(\frac{{4\pi }}{3})}^2}{\rho _r}^2{r^5}[(1 - 6\frac{{\Delta r}}{r} + 21{{(\frac{{\Delta r}}{r})}^2})(1 + 5\frac{{\Delta r}}{r} + 10{{(\frac{{\Delta r}}{r})}^2}) - 1]}}{{\Delta r}}$

$F \approx - \mathop {\lim }\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{k_h}G{{(\frac{{4\pi }}{3})}^2}{\rho _r}^2{r^5}[(1 + (5 -6)\frac{{\Delta r}}{r} + (10 - 30 + 21){{(\frac{{\Delta r}}{r})}^2}) - 1]}}{{\Delta r}}$

$F \approx - \mathop {\lim}\limits_{\Delta r \to 0} {k_h}G{(\frac{{4\pi }}{3})^2}{\rho _r}^2{r^5}[ -\frac{1}{r} + (\frac{{\Delta r}}{{{r^2}}})]$

$F \approx + {k_h}G{(\frac{{4\pi}}{3})^2}{\rho _r}^2{r^5}(\frac{1}{r})$

usar para$\frac{{4\pi }}{3}{r^3}{\rho _r} = M$

Por lo tanto, la fuerza de la fuente de antigravedad que distribuye uniformemente

$\vec F = + (\frac{{4\pi G}}{3}){k_h(t)}M{\rho _r}r\hat r$

Como un$\vec F = + k\hat r$forma, esta fuerza es una fuerza repulsiva y es proporcional a r como la energía oscura.

Si asumimos que esta fuerza es la misma que la fuerza existente relacionada con la energía oscura,$(\frac{{4\pi G}}{3}){k_h (t)}M{\rho _r}r = \frac{1}{3}\Lambda M{c^2}r$

$\Lambda = \frac{{4\pi G{k_h (t)}{\rho_r}}}{{{c^2}}}$

Aquí, se usó la masa total, M, ya que la fuerza de la energía potencial gravitacional afecta a todas las partículas en la esfera tridimensional.

Entonces, vamos a averiguar constante$k_h$de los resultados de la observación actual, y verificar si$\Lambda$calculado por nosotros es un valor correcto.

No masa-energía, estamos midiendo un efecto gravitatorio a partir de la observación del universo, y suponiendo la existencia de masa-energía correspondiente al efecto gravitatorio.

La relación de magnitud de los efectos gravitatorios de la energía oscura actual y las materias se puede obtener de la siguiente manera.

$\frac{{DarkEnergy}}{{Matter}} \approx \frac{{72.1}}{{4.6}} = 15.67$

${k_h} = 15.67 \times \frac{3}{5} = 9.40$

$\Lambda = \frac{{4\pi G{k_h}{\rho _r}}}{{{c^2}}} =\frac{{4 \times 3.14 \times (6.67 \times {{10}^{ - 10}}{m^3}k{g^{ - 1}}{s^{ -2}}) \times {k_h} \times (4.17 \times {{10}^{ - 28}}kg{m^{ - 3}})}}{{9 \times{{10}^{16}}{m^2}{s^{ - 2}}}}$

$\Lambda = \frac{{4\pi G{k_h}{\rho_r}}}{{{c^2}}} = 3.64 \times {10^{ - 52}}[\frac{1}{{{m^2}}}]$

Este valor está de acuerdo con la dimensión de la constante cosmológica que se infiere de los resultados de observación existentes, y también es similar a la predicción.

wiki/Constante_cosmológica

Por lo tanto, el modelo estándar actual de cosmología, el modelo Lambda-CDM, incluye la constante cosmológica, que se mide en el orden de 10^−52 m^−2 , en unidades métricas.

De todos modos, podemos ver que la fuerza generada a partir de la energía potencial gravitatoria por la antigravedad tiene la misma forma que la fuerza de la energía oscura, y que es posible explicar con precisión su magnitud y efecto repulsivo.

Además, descubrimos el término secundario para verificar si este modelo sería correcto,

La fuerza generada a partir de la energía potencial gravitacional por la antigravedad se puede indicar como

$F = (\frac{{4\pi G}}{3}){k_h(t)}M{\rho_r}r = \frac{1}{3}\Lambda(t) M{c^2}r$

Dado que el análisis anterior de la energía oscura era proporcional a la distancia radial r

1) Podemos considerar una forma general,$U = k{r^n}$(n es un número real) como causa de la energía oscura y, por lo tanto, existe una gran posibilidad de que no sea un accidente que la evidencia anterior sea válida.

2) Podemos responder al problema CCC (Cosmological Constant Coincidence) de "¿Por qué la energía oscura tiene la misma escala que la materia?". Es porque tiene el mismo efecto gravitacional que ellos.

3) Si bien la constante cosmológica existente o la energía del vacío es un concepto que no conserva la energía, la energía potencial gravitacional se conserva.

¿Es la antigravedad la fuente de la expansión acelerada (energía oscura)? ¿Qué piensa usted de eso?