Universo sin Gravedad

Imagine un universo paralelo teórico que no tiene y nunca tuvo una fuerza gravitatoria. Aún se habrían formado átomos de hidrógeno sueltos, y en algunos casos podrían haber formado H2, pero no se fusionarían en nebulosas o estrellas. Sin la fuerza gravitacional que une al hidrógeno, ¿podría haberse producido la fusión para formar He? ¿Qué hay de los elementos más pesados? El universo, en cualquier caso, sería una nube difusa de gas, pero ¿sería la fuerza electromagnética lo suficientemente fuerte como para impulsar la fusión y crear elementos más pesados ​​(sin buscar uranio ni nada parecido, sino carbono), o sería simplemente un nube de hidrógeno de baja densidad, para toda la eternidad?

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Sin la gravedad no podrías tener un Big Bang, ya que el Big Bang se basa en la teoría de la relatividad general de Einstein, que trata de explicar la gravedad en términos de materia y energía que curvan el espacio-tiempo. Si, en cambio, asume que la física solo consiste en la teoría cuántica de campos en el espacio-tiempo "plano" sin la noción de que la masa causa la curvatura, entonces el universo es infinitamente antiguo o tiene un estado inicial que no tiene ninguna explicación física (como si solo creó una simulación de tal universo y puso algunas condiciones iniciales arbitrarias a mano).
El Big Bang no se basa en la relatividad general, se basa en observaciones astronómicas y debe tener en cuenta los efectos de la relatividad general en esas observaciones. No hay razón para creer que el Big Bang no hubiera ocurrido si no hubiera gravedad. Además, si simplemente no hubiera gravedad, la relatividad general seguiría siendo cierta, y el espacio-tiempo seguiría estando sujeto a la curvatura, simplemente no habría nada que curvara activamente el espacio-tiempo.
@cowlinator: el modelo teórico que se usa para explicar esas observaciones se basa en la relatividad general, nadie tiene un modelo alternativo que los prediga a todos; consulte aquí para obtener algunos detalles. ¿Y cómo puede ser cierta la relatividad general si todavía hay masa/energía pero no curva el espacio-tiempo? Está integrado en las ecuaciones de GR que toda la materia o energía (incluso la energía de partículas sin masa como los fotones) causa alguna curvatura, solo un universo vacío (o uno con partículas de masa/energía infinitesimal) puede estar libre de curvatura en GR.
@Hypnosifl "¿Y cómo puede ser cierta la relatividad general si todavía hay masa/energía pero no curva el espacio-tiempo?" Supongo que una forma de interpretar la pregunta sería mantener el formalismo de GR sin cambios y enviar el parámetro de acoplamiento GRAMO a cero (o un valor despreciable).

Respuestas (3)

Solo hidrógeno y helio

Este enlace cuenta la historia de las secuelas del Big Bang:

https://en.wikibooks.org/wiki/General_Astronomy/The_First_Three_Minutes

Incluye la formación de helio mediante un proceso que no incluye la gravedad en absoluto.

Sin embargo, el enlace continúa explicando que durante millones de años no se produce nada más que hidrógeno o helio.

Un millón de años de expansión cósmica, con todos los átomos acelerando alejándose unos de otros, sin nada para comenzar a agruparlos. Sí, solo será una nube de hidrógeno y helio.

Buena respuesta. Es de destacar que, dado que estamos cambiando las leyes de la física de todos modos, aumentar en gran medida el rango y la fuerza de la fuerza electromagnética podría dar como resultado "estrellas" unidas electromagnéticamente. Tal vez.
@cowlinator, el rango de interacción electromagnética ya es infinito, y aumentar su fuerza también aumentaría la repulsión
@cowlinator el problema no es que el electromagnetismo sea demasiado débil, es que el electromagnetismo tiene dos cargas. La atracción y la repulsión electrostática actúan contra la acumulación de grandes cantidades de carga, ya que dicha acumulación repele las cargas que la fortalecerían y atrae las que la neutralizan.
Ni siquiera helio en más de rastros. H1 solamente. Ni siquiera Deuterio y Tritio
@Trish alrededor del 25% de helio-4 en masa, en realidad. Y cantidades muy pequeñas de litio. Además, esencialmente todo el deuterio provino de la nucleosíntesis del Big Bang y pequeñas cantidades de tritio y litio-7, que se descompusieron rápidamente.

El universo sería, en cualquier caso, una nube difusa de gas, pero ¿sería la fuerza electromagnética lo suficientemente fuerte como para impulsar la fusión y crear elementos más pesados?

No.

La razón por la que se forman los elementos más pesados ​​es porque los átomos se ven forzados a estar muy cerca ya una temperatura muy alta; ambos fenómenos son impulsados ​​(al menos inicialmente) por la gravedad. Abandonada a sí misma, la fuerza electromagnética en realidad mantendría separados a los átomos , y las fuerzas nucleares no tendrían ninguna posibilidad de entrar en juego.

Sin gravedad, los átomos seguirán expandiéndose después del Big Bang, haciéndose cada vez más delgados y fríos. Posiblemente en los primeros instantes se forme algún átomo de helio al azar, pero nada más.

"Y si pi no fuera 3.14..." es lo que pensé cuando leí tu pregunta. La respuesta es que no lo sabemos.

Eliminar la gravedad de nuestro universo cambia todo a un nivel tan fundamental que, para ser honesto, nadie puede imaginar lo que sucedería.

Para ceñirnos al ejemplo de pi, si pi fuera racional, eso indicaría que la geometría de nuestro universo es diferente. Lo cual en sí mismo tiene tantas implicaciones que su universo en el que pi = 4 bien podría ser uno diferente.

Lo mismo con tu pregunta, el universo no sería el mismo en ninguna forma o forma.

Podemos hacer muchas suposiciones concretas sobre un universo en el que Pi = 4. Por ejemplo, dado que el volumen de un cono = pi * r^2 & h / 3, sabemos que un tipi con el mismo tamaño externo sería mucho más espacioso por dentro. Si existen tipis, por supuesto.
No puedes hacer suposiciones. Pi, no puede ser Racional en o Geometría actual. Si Pi fuera 4, lo mejor que podrías decir es "La geometría de nuestro universo no es plana". Y eso es todo.
Definitivamente puedes asumir que la geometría de nuestro universo no es plana, eso es cierto. Sin embargo, la geometría no euclidiana es una geometría bien estudiada y entendida, completa con axiomas, fórmulas y leyes. Tenemos mucho que decir sobre un mundo no euclidiano. De hecho, todavía no está probado de manera concluyente que nuestro propio universo sea plano.
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