¿Se están debilitando los átomos? [duplicar]

Cualquier efecto de la expansión del universo sobre los átomos está más allá de toda esperanza experimental. Si bien el espacio-tiempo debería afectar el movimiento de los átomos (la métrica está ahí en todas las ecuaciones), debido a las constantes involucradas, el efecto está alrededor de la escala de Planck, y la expansión en sí ya es bastante baja en intensidad. Por lo tanto, cualquier efecto requeriría mucho tiempo antes de ser observable. Solo por estar en la misma habitación, afectas a los átomos a tu alrededor más que a la expansión del universo.

Aunque eso no significa que siempre haya sido así o que siempre lo será. El universo muy primitivo tenía un campo gravitatorio muy fuerte, y el Big Rip es un escenario en el que la expansión crece a tal velocidad que eventualmente afectará a todas las escalas.

Para entender los números, aquí están las cuatro fuerzas que conocemos que afectan toda la materia:

Mire la fuerza de cada interacción.

Las ecuaciones mecánicas cuánticas que definen las fases de nucleones/átomos/moléculas/sólido/líquido/gas incorporan en sus potenciales la fuerza que se muestra en la columna de arriba. La fuerza de la fuerza gravitacional es tan pequeña que no afectará las soluciones dentro de la posibilidad de medición. Las fuerzas de unión son mucho más fuertes. Cualquier disminución de la fuerza gravitacional debida a la expansión del tejido subyacente no se puede medir porque la expansión es incluso más débil que la gravedad, incluso las galaxias conservan su forma:

Cuando vamos dentro de las galaxias, no se expanden de manera medible, uno tiene que comparar la tasa de expansión con la fuerza de la interacción gravitacional. Nuevamente la expansión pierde porque en estas enormes masas la atracción gravitacional , aunque muy débil a escala atómica, es mucho más fuerte que la expansión del espacio subyacente, dentro de nuestras posibilidades de medición. La expansión se ve en los movimientos de los cúmulos de galaxias.

La expansión del universo se trata de galaxias que se alejan unas de otras. No hay un aumento general de la distancia entre las estrellas dentro de ninguna galaxia. No está sucediendo nada en absoluto a escalas aún más pequeñas, en lo que respecta a la expansión cósmica. Esa es la forma estándar de pensar en física.

Si los átomos cambiaran con el tiempo de una manera relacionada con la expansión cósmica, tendríamos problemas para definir las unidades de tiempo y distancia. Durante las últimas dos décadas, el segundo se define como ciertas vibraciones de Cesio 133 puro, y la constante fundamental del espacio-tiempo, la velocidad de la luz, es un número fijo declarado. Si los átomos hicieran algo extraño como disminuir ligeramente la velocidad durante millones de años, ¿cómo lo sabríamos? Por lo tanto, cualquier esfuerzo por descubrir nuevos fenómenos novedosos normalmente se concentra en números puros (sin unidades), como la relación de masa electrón/protón y la constante de estructura fina.

Este cambio gradual es pura especulación teórica. Hasta ahora, a menos que me haya perdido algo, hay muy poco trabajo experimental publicado sobre la observación de tales fenómenos. (No dije 'ninguna', sino 'muy poca'...)

Todo en el universo tiende a ser más estable. La estabilidad se puede lograr teniendo la máxima aleatoriedad o teniendo menos energía. Ambos factores son de naturaleza independiente, predomina el de mayor influencia. En el caso de los átomos, los electrones en los átomos tienen menos energía en las órbitas más bajas, los electrones en la capa más alta tienen más energía. Por lo tanto, los electrones serán estables con él, sin obtener más aleatoriedad (entropía). Por lo tanto, es posible que no encuentre un aumento en la distancia entre los componentes atómicos. Entonces, los átomos no se debilitarán.