¿Puede la constante cosmológica cambiar con el tiempo?

La constante cosmológica es el parámetro$\Lambda$en la ecuación de Einstein:

y es por definición una constante, por lo que no puede cambiar. Creo que se considera mejor como una propiedad geométrica del universo (aunque existen otros puntos de vista), por lo que normalmente se coloca en el lado izquierdo del signo igual.

Sin embargo, la aceleración observada de galaxias distantes puede deberse no a una constante cosmológica sino a un campo escalar llamado quintaesencia . Esto puede cambiar y, de hecho, ha habido muchas teorías sobre la posible generación del campo de quintaesencia, cuáles son sus propiedades y cómo podría cambiar con el tiempo.

Para estudiar esto, se están haciendo intentos para obtener datos muy detallados sobre la relación entre la distancia de la galaxia y la velocidad de recesión. En principio la forma exacta de esta podría distinguir entre una constante cosmológica y una quintaesencia.

Si está interesado en continuar con esto, el libro de Lawrence Krauss es un buen punto de partida.

Para ampliar un poco la respuesta de John anterior. Aunque la constante cosmológica es como su nombre promete, una constante, no hay forma (al menos que yo sepa) de medirla de forma independiente.

La constante cosmológica que medimos en las observaciones se compone de dos partes: una es el factor geométrico constante$\Lambda g_{\mu\nu}$en la ecuación de Einstein y el segundo se debe a la energía del vacío del campo de materia que da lugar a un término$\rho_{\rm vac} g_{\mu\nu}$en el lado derecho de la ecuación de Einstein. Esto lleva a

Este hecho es lo que da lugar al problema de la constante cosmológica. El segundo término se puede estimar a partir de la teoría cuántica de campos y da un valor$10^{60}-10^{120}$veces el valor medido (un valor más preciso depende de la física de alta energía desconocida), por lo que, a menos que exista alguna simetría en la naturaleza que fuerce$\rho_{\rm vac} = 0$necesitamos una gran cancelación entre los dos términos de la ecuación anterior (hasta 60-120 decimales). Consulte http://arxiv.org/abs/1205.3365 para obtener una excelente revisión del problema de CC.

Ahora para responder a la pregunta: aunque$\Lambda$es una verdadera constante,$\rho_{\rm vac}$de hecho, puede cambiar con el tiempo, por ejemplo, en transiciones de fase en el universo primitivo (ver, por ejemplo, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0409042 ). Sin embargo, en nuestro momento actual esperamos que el valor medido$\Lambda_{\rm eff}$ser constante

Me doy cuenta de que puedo estar combinando la constante cosmológica con la constante de Hubble, pero esto puede ser lo que pretendía la pregunta.
Quizás alguien pueda articular por qué/cómo estas dos constantes son diferentes entre sí.

No soy físico, pero estudié física para obtener mi título de ingeniero mecánico. Hace años un físico me dijo que la "tasa" de expansión de la inversa estaba disminuyendo, en otras palabras, la tasa de aceleración del universo está disminuyendo (la segunda derivada de la velocidad es negativa). He tenido curiosidad acerca de esto desde entonces. Según un artículo de Forbes publicado en 2018 (escrito por Ethan Siegel), este parece ser el caso. Si bien la constante de Hubble puede ser constante en el espacio, no es constante en el tiempo. Aquí hay un extracto del artículo ("¡Sorpresa! La constante de Hubble cambia con el tiempo"):

"Solo en los últimos 6 mil millones de años la energía oscura se ha vuelto importante, y ahora hemos llegado al momento en que se está convirtiendo rápidamente en el único componente del Universo que tiene un impacto en nuestra tasa de expansión. Si volviéramos a un tiempo Cuando el Universo tenía la mitad de su edad actual, la tasa de expansión era un 80 % mayor que la actual. Cuando el Universo tenía solo el 10 % de su edad actual, la tasa de expansión era 17 veces mayor que su valor actual. Pero cuando el Universo alcanza 10 veces su edad actual, la tasa de expansión será solo un 18% menor que la actual.

Esto se debe a la presencia de energía oscura, que se comporta como una constante cosmológica. En un futuro lejano, la materia y la radiación dejarán de ser relativamente importantes en comparación con la energía oscura, lo que significa que la densidad de energía del Universo permanecerá constante. Bajo estas circunstancias, la tasa de expansión alcanzará un valor constante y finito y permanecerá allí. A medida que avanzamos hacia el futuro lejano, la constante de Hubble se convertirá en una constante no solo en el espacio, sino también en el tiempo.

En un futuro lejano, al medir la velocidad y la distancia a todos los objetos que podemos ver, obtendremos la misma pendiente para esa línea en todas partes. La constante de Hubble se convertirá verdaderamente en una constante.

Si los astrónomos fueran más cuidadosos con sus palabras, habrían llamado a H el parámetro de Hubble, en lugar de la constante de Hubble, ya que cambia con el tiempo. Pero durante generaciones, las únicas distancias que podíamos medir eran lo suficientemente cercanas como para que H pareciera ser constante, y nunca hemos actualizado esto. En cambio, debemos tener cuidado de notar que H es una función del tiempo, y solo hoy, donde lo llamamos H0, es una constante. En realidad, el parámetro de Hubble cambia con el tiempo y es solo una constante en todo el espacio. Sin embargo, si viviéramos lo suficientemente lejos en el futuro, veríamos que H deja de cambiar por completo. Tan cuidadosos como podamos ser para hacer la distinción entre lo que es realmente constante y lo que cambia ahora, en el futuro lejano, la energía oscura asegura que no habrá ninguna diferencia en absoluto".

Cambia. De hecho, después de 3000 billones de años, las constantes habrán cambiado tanto que todas las estructuras actuales del universo serán destruidas, incluidos los quarks y los electrones.

Sí cambia. En este caso, la "energía oscura" es innecesaria. El modelo cosmológico que se basa en un Λ cambiante explica perfectamente los datos astronómicos. Lea este enlace para obtener más detalles https://www.scribd.com/doc/279174920/Decreasing-Mass-Cosmology-and-the-Accelerating-Expansion -del-Universo Dimitri Deliyiannis.