¿Hay 'fuerza gravitacional de repulsión'?

Con la gravitación newtoniana estándar, un espacio que se llena uniformemente con alguna masa-energía gravitante actúa de manera repulsiva. Escribí sobre esto en una publicación de Stack Exchange aquí . Con solo las leyes de Newton y la fuerza de gravedad$\vec F~=~\frac{GMm\vec r}{|\vec r|^3}$no es difícil demostrar que la gravitación actúa de manera repulsiva. Se cree que esta energía-masa constante en el espacio es el vacío cuántico. Actúa para hacer que la masa-energía o las partículas de masa-energía "caigan" o se aceleren repulsivamente alejándose unas de otras.

Desde una perspectiva relativista general es un poco más sutil. En lugar de ser una fuerza, es que la variedad del espacio se está separando constantemente. Luego, las partículas de materia son arrastradas junto con este estiramiento constante del espacio, donde diferentes segmentos de tiempo del espacio folian el espacio-tiempo.

La Ley de Hubble no dice que las galaxias individuales se estén alejando aceleradamente de nosotros.

Más bien, dice que al comparar dos galaxias, la más alejada de nosotros se está alejando de nosotros más rápido que la más cercana. ¡Así fue como se alejó más de nosotros!

Si disparara una escopeta verticalmente hacia arriba, todos los perdigones disminuirían su velocidad a medida que ascendieran, atraídos por la gravedad de la tierra. Pero los perdigones que salían del cañón viajando más rápido, siempre serían más altos que los perdigones más lentos...

La materia (oscura y visible) y la radiación tienen un efecto atractivo, la energía oscura tiene un efecto repulsivo. La aceleración es proporcional al factor$\rho + 3p$dónde$\rho$es la densidad y$p$es la presión. Así que si$p<-\tfrac{1}{3}\rho$el factor$\rho + 3p$se vuelve negativa y la aceleración gravitacional repulsiva. La materia tiene la ecuación de estado$p \approx 0$, la radiación tiene$p = \tfrac{1}{3}\rho$, la energía oscura tiene$p=-\rho$, por lo que solo la energía oscura conduce a la gravedad repulsiva.