En un universo dominado por la materia , mientras que en un universo dominado por la radiación, . Por lo tanto, un universo dominado por la materia se expande más rápidamente, en el sentido de que
¿Cuál es una explicación intuitiva para este hecho?
La intuición ingenua indicaría lo contrario: la radiación tiene presión, mientras que la materia no, por lo que de alguna manera la radiación debería empujar al universo a expandirse más rápidamente. Claramente, esto es incorrecto, ya que la ecuación de aceleración muestra que más presión desacelera el universo:
Nunca he tenido una buena idea de por qué esto es así.
Tanto un universo plano dominado por la materia como uno dominado por la radiación sin energía oscura se expanden, pero se desaceleran. La relación de los respectivos parámetros de Hubble muestra que la tasa de expansión es más rápida en un universo dominado por la materia.
Aparente contradicción:
La
El signo en la segunda ecuación de Friedmann hace que un fluido cosmológico con presión (radiación) sea más efectivo para desacelerar el universo que un fluido sin presión (materia).
Explicación:
La presión no ayuda a contrarrestar la desaceleración debida a la gravedad, como cabría esperar intuitivamente. La razón es que solo un gradiente de presión puede inducir una fuerza. Dado que no existe un gradiente de presión en un universo homogéneo, la presión no puede ayudar a expandir el universo.
De manera no relativista, una presión uniforme no causa aceleración o desaceleración, porque no hay gradientes de presión. De hecho, al igual que la energía, el valor absoluto de la presión no está definido en absoluto, en el sentido de que puedes agregar una constante a la presión en todas partes y nada cambiará.
En la relatividad general, la energía y la presión se definen de forma absoluta, y ambas contribuyen a la gravedad. Una forma de ver esto es con la ecuación de desviación geodésica, que establece que la aceleración de las geodésicas separadas por es
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Michele Grosso
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