¿Es la gravedad una fuente de energía infinita a escala cosmológica?

Según tengo entendido, la gravedad no puede ser atenuada por ningún medio (en la forma en que puede serlo la radiación EM, por ejemplo).

Entonces, ¿no lo convierte esto en una fuente (teóricamente, no estoy hablando de aspectos prácticos) de energía infinita, si asumimos que el universo mismo es infinito y se ve igual en todas partes (es decir, hay objetos con masa en todas partes)?

¿O es más correcto decir que la gravedad tiene una contribución neta nula a la densidad de energía del universo porque la energía de atracción se equilibra con una energía potencial negativa?

Respuestas (2)

La gravedad viaja a la velocidad de la luz (o menos, posiblemente), por lo que incluso en un universo infinito de edad finita que no se expande, solo estaría interactuando gravitacionalmente con una masa finita en un volumen finito. Se observa que nuestro universo se expande, lo que nos impide aún más entrar en contacto con nuevos objetos.

Además, una suposición común de los modelos cosmológicos es que el universo es homogéneo e isotrópico a gran escala. Lo que significa que es bastante idéntico en todas las direcciones. Las observaciones apoyan esta suposición. Un efecto neto de esto es que la energía potencial gravitacional que experimentas de los objetos fuera (más o menos) de tu supercúmulo es cero (y muy cerca de cosas fuera de tu propia galaxia, en realidad). Simplemente se equilibran entre sí.

Según los informes, la gravedad más la energía oscura pueden combinarse para hacer cosas horribles con la cantidad de energía en el universo:

Si la energía oscura existe, en última instancia hace que se acelere la expansión del Universo. En su viaje desde el CMB hasta los telescopios como WMAP, los fotones (las partículas básicas de la radiación electromagnética, incluidas la luz y las ondas de radio) viajan a través de gigantescos supercúmulos de galaxias. Normalmente, un fotón CMB primero se desplaza hacia el azul (su pico se desplaza hacia el extremo azul del espectro) cuando ingresa al supercúmulo y luego se desplaza hacia el rojo cuando sale, de modo que los dos efectos se cancelan. Sin embargo, si las galaxias del supercúmulo se están acelerando alejándose unas de otras debido a la energía oscura, la cancelación no es exacta, por lo que los fotones permanecen ligeramente desplazados hacia el azul después de su paso.

Un fotón desplazado hacia el azul es un fotón más energético, y nada parece estar perdiendo energía para compensar la diferencia. Sin embargo, el artículo es de 2010. Todo esto puede estar resuelto por ahora.