¿Por qué tenemos la constante cosmológica?

• Razón 1:

Veamos las ecuaciones de Friedmann sin la constante cosmológica.

El término en el LHS es solo la constante de Hubble al cuadrado$H^2$que se puede medir la medición directa de la velocidad de recesión de las galaxias

Se puede decir que el término de densidad es una combinación de$\rho_{matter}+\rho_{dark- matter}$ambos de los cuales se pueden medir directamente;$p_{matter}$por la observación de la materia en nuestra galaxia y otras galaxias mientras$\rho_{dark- matter}$por las curvas de rotación de las galaxias.

La constante de curvatura$k$se puede estimar hoy por las medidas de anisotropía en el CMBR.

Resulta que los parámetros no encajan y necesitamos más masa-energía en el universo (casi 2-3 veces de lo que habíamos estimado).

Entonces viene la energía oscura o básicamente la constante cosmológica. La constante cosmológica o la energía oscura son solo dos formas de ver la ecuación, ya sea como una constante o como una forma de masa-energía (aunque tenemos razones sólidas para creer lo último).

Y esta es nuestra imagen del universo hoy:

• Razón 2:

Ahora bien, históricamente la constante cosmológica era necesaria por una razón completamente diferente.

La segunda ecuación de Friedmann sin la constante cosmológica se ve:

Ahora bien, esto predice para el tipo normal de materia, el universo debe desacelerar. ($\ddot{a}<0$)

Ahora, la gente midió el desplazamiento hacia el rojo de las supernovas de tipo 1a y descubrió el resultado bastante paradójico de que el universo estaba siendo acelerado en su expansión.

Dado que la materia normal no puede explicar este tipo o comportamiento, nuevamente tenemos que mirar la energía oscura (o la constante cosmológica). Y así, con la constante cosmológica, la ecuación se convierte en:

Por lo tanto$\ddot{a}>0$es posible.

Por lo tanto, la constante cosmológica es necesaria para explicar tanto la tasa actual de expansión como la expansión acelerada.

Así que finalmente se puede explicar la expansión acelerada y hoy tenemos la$ΛCDM$modelo del universo.

Referencias:

1: http://en.wikipedia.org/wiki/Friedmann_ecuaciones

2: http: //hiperfísica.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/univacc.html

3: http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM_modelo

Propongo el siguiente modelo:

El universo ya consta de un agujero negro central gigante que atrae nuestra vía láctea y todas las demás galaxias. El corrimiento hacia el rojo observado puede explicarse por la ley de gravitación 1/r²: las galaxias que están más cerca que la nuestra del agujero negro central tienen velocidades más altas hacia él que nosotros. Entonces los vemos alejarse de nosotros. Las galaxias que están más alejadas del agujero negro central que la nuestra no se mueven tan rápido como nosotros. Entonces, al mirarlos, los vemos escapar también de nosotros. El agujero negro y nuestra distancia a él son tan grandes que el gradiente de campo es bastante bajo, por lo que no experimentamos fuerzas de marea. Ajustar la ley 1/r² de Newton por las ecuaciones de campo de la relatividad general de Einstein no hace una gran diferencia en este modelo. El patrón general de movimiento de las galaxias entre sí sigue siendo el mismo.

¿Cómo se pueden verificar estas afirmaciones? Aquí está el algoritmo principal. Se puede implementar y ejecutar incluso en una PC:

Tome todos los espectros de cuásares registrados de los catálogos de cuásares conocidos. Normalice sus espectros a cero corrimiento al rojo. Compare cada firma espectral con las demás. Pruebe una compensación razonable para las diferencias según el polvo u otros efectos de adición de ruido. Si encuentra dos idénticos o similares, verifique las posiciones de los cuásares respectivos. Si sus posiciones angulares difieren en varios grados, tienes alguna evidencia. Porque encontraste el mismo cuásar dos veces: una vez visto en línea directa (curva), y una vez su luz envuelta por el campo gravitacional del agujero negro central. Los cuásares gemelos ya se conocen, pero resultaron ser el resultado de efectos de lentes gravitacionales "pequeños" (significa: una galaxia masiva en nuestra línea de visión). En estos casos, sus posiciones aparentes diferían en algunos segundos de arco o minutos.