¿Ondas gravitacionales como energía oscura?

¿Es la energía transportada por la radiación gravitacional un candidato viable para Λ / ¿energía oscura?

Respuestas (1)

No. La radiación gravitacional es un tipo de radiación y tiene una ecuación de estado completamente diferente a la constante cosmológica.

La constante cosmológica tiene una presión igual a la densidad de energía con un signo menos, pag = − ρ : el tensor tensión-energía es proporcional al tensor métrico por lo que las componentes diagonal espacial y temporal sólo difieren en el signo. La radiación tiene pag = + ρ / 3 , al igual que para los fotones. La mayor parte de la densidad de energía del Universo tiene pag / ρ = − 1 ; eso es lo que sabemos por las observaciones porque la expansión se acelera. Un Universo dominado por la radiación no se aceleraría (y no aceleró: nuestro Universo estaba dominado por la radiación cuando era mucho más joven que hoy).

El radio pag / ρ debe estar entre − 1 y + 1 debido a las condiciones de energía (o porque la velocidad del sonido no puede exceder la velocidad de la luz). El − 1 El límite está saturado por la constante cosmológica, la realización canónica de la "energía oscura"; − 2 / 3 y − 1 / 3 proviene de hipotéticos muros de dominio cósmico y cuerdas cósmicas, respectivamente; 0 es el polvo, es decir, partículas estáticas; + 1 / 3 es radiación; y se pueden obtener proporciones más altas para tipos de materia "algo poco realistas", como el gas de agujero negro denso para el que es + 1 . Esta relación determina la tasa de aceleración en función de la constante de Hubble.

Gracias por la respuesta. ¿Cómo se puede demostrar que las ondas gravitacionales (radiación gravitacional) es decir. ¿Las ondas en el espacio-tiempo tienen la misma ecuación de estado que los fotones?
¡Hola! La misma derivación vale para cualquier partícula u onda que se mueva a la velocidad de la luz. Toma un gravitón de impulso pag → en una caja L 3 . Se necesita L / v X de tiempo para ir del límite izquierdo al derecho; en cada colisión, el impulso dado a las paredes es 2 pag X . Eso es 2 pag X ⋅ v X / L C de cantidad de movimiento por unidad de tiempo. suma sobre X , y , z para obtener impulso por vez pag ⋅ v / L C . Divida por el área del cubo, 6 L 2 , Llegar pag r mi s s tu r mi = F o r C mi / A r mi a = pag ⋅ v / 3 L 3 = mi / 3 L 3 = ρ / 3 para cualquier partícula/onda moviéndose por la velocidad C .
Alternativamente, puede argumentar que en 4 dimensiones, el tensor de tensión-energía de la radiación no tiene trazas porque la teoría clásica que describe la radiación no tiene constantes dimensionales (simetría conforme). Eso significa que pag X X = pag y y = pag z z por simetría rotacional y todos ellos tienen que ser ρ / 3 obtener cero para ρ − 3 × ρ / 3 .
De nuevo, gracias por las respuestas. Respondiendo a su primera respuesta: pensando en la radiación gravitacional como ondas en el espacio-tiempo (y no como gravitones), ¿por qué rebotarían en la pared? Creo que la onda lo atravesaría directamente, de la misma manera que la fuerza gravitacional lo atraviesa (es decir, sin protección).
Las ondas gravitacionales, de hecho, no rebotan en ninguna pared, pero el argumento se trata solo de escalar. Lubos tiene razón en que la ecuación de estado es la misma para todas las cosas relativistas, pero no necesitas eso para ver que las ondas gravitacionales no son candidatas a la energía oscura: su densidad disminuye al igual que la densidad de todas las cosas normales (relativistas o no). ). No puedes hacer nada constante de esa manera. Esa es otra forma de decir que no tiene la proporción correcta p/\rho.
Estimado @mtrencseni, como dice WIMP, su comentario de que las ondas realmente no se reflejan es válido. De hecho, no puede existir un material que sea capaz de reflejarlos casi a la perfección. Aún así, necesito alguna acción bien definida de ellos para calcular la presión usando mecánica ingenua. Por supuesto, si no necesita esa ayuda visual, puede usar las fórmulas de la relatividad general donde la presión viene dada por el tensor de tensión-energía. Por supuesto, el tensor de tensión-energía (materia) para ondas de gravedad puras es realmente cero y uno se ocupa de muchas cuestiones sobre la "trivialidad" de la energía en GR.
Sin embargo, si calibra y corrige los difeomorfismos y/o define de otro modo, local y aproximadamente, el tensor de energía de tensión de las ondas gravitacionales, este tensor de energía de tensión escalará en la misma onda que para las ondas electromagnéticas.
¿Ondas gravitacionales como energía oscura?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v