¿Cómo sería el Universo si la gravedad fuera un poco más fuerte?

Como dice el título, ¿cómo sería el universo si la fuerza gravitatoria fuera un 0,1% más fuerte pero las otras fuerzas (fuerzas nucleares fuertes y débiles, fuerza electromagnética) permanecieran iguales? ¿Se habría formado el universo igual que ahora?

Supongo que te refieres a algo como "si GRAMO eran mayores"?
¿Cuánto más fuerte es "ligeramente más fuerte"?
@TimB Diga 0.1% más fuerte.
0.1% no haría mucha diferencia aquí, pero si fuera más que eso, digamos 5%, probablemente no podríamos salir del planeta con cohetes químicos. Al menos no con ninguna carga útil útil. nasa.gov/mission_pages/station/expeditions/expedition30/…
Si bien esto obtuvo buenas respuestas, en aras de la coherencia, cerró como demasiado amplio: worldbuilding.stackexchange.com/questions/79180/…

Respuestas (1)

No mucho sería diferente, en realidad.

Tomemos las órbitas de los planetas alrededor del Sol. En el mundo newtoniano, la gravedad está representada por la ley de gravitación universal de Newton:

F = GRAMO metro 1 metro 2 r 2
dónde F es fuerza, GRAMO es la constante gravitatoria universal, metro 1 y metro 2 son las masas de los objetos, y r es la distancia entre ellos.

Ahora bien, la gravedad es la fuerza centrípeta responsable del movimiento de los planetas. En otras palabras,

F gramo = F C
y así, porque F C = metro v 2 r (dónde v es la velocidad tangencial),
GRAMO metro 1 metro 2 r 2 = metro v 2 r
Dado que metro = metro 2 (dónde metro 2 es la masa más pequeña - el planeta),
GRAMO metro 1 r = v 2
Resolviendo para r ,
(1) r = GRAMO metro 1 v 2
Ahora llamemos GRAMO a su valor actual GRAMO o , y llame a su valor futuro (de 1.01 GRAMO o ) GRAMO F . ahora sabemos que
( GRAMO F ) metro 1 r = v 2
( 1.01 GRAMO o ) metro 1 r = v 2
y, resolviendo para r ,
(2) r = ( 1.01 GRAMO o ) metro 1 v 2
Entonces, el radio de la órbita del planeta es un poco más pequeño; de hecho, si escribimos ( 1 ) como
(1.1) r o GRAMO o = metro 1 v 2
y escribe ( 2 ) como
(2.1) r F 1.01 GRAMO o = metro 1 v 2
y hacemos un poco de álgebra, encontramos que
r F = 1.01 r o
asumiendo que v es el mismo para los dos GRAMO s. para la tierra, r = 150  millones de kilómetros , por lo que estaríamos sobre 1.5  millones de kilómetros más lejos del Sol. ¿Haría eso una gran diferencia? Tal vez un poco. Como escribí aquí , podríamos tener estaciones menores si la Tierra estuviera a 1,05 AU del Sol en su nuevo "invierno" y a 0,95 AU del Sol en su nuevo "verano" (todo esto ignora la inclinación axial, según la pregunta). Así que habría algún cambio si estuviéramos más lejos del Sol, pero no mucho.

También podemos hacer este tipo de aproximación a escalas más grandes, es decir, como órbitas estelares alrededor del centro galáctico.


¿Habría afectado esto la forma en que se formó el universo? No estoy seguro. 0.1% no es un cambio muy grande. Si las cosas cambiaran sustancialmente, estaríamos en problemas . Este es el caso de algunas de las otras fuerzas, como la fuerza nuclear fuerte. Como dice Wikipedia,

Si, por ejemplo, la fuerza nuclear fuerte fuera un 2 % más fuerte de lo que es (es decir, si la constante de acoplamiento que representa su fuerza fuera un 2 % más grande), mientras que las otras constantes no cambiaron, los diprotones serían estables y el hidrógeno se fusionaría en ellos. en lugar de deuterio y helio. Esto alteraría drásticamente la física de las estrellas y presumiblemente impediría la existencia de vida similar a la que observamos en la Tierra. La existencia del di-protón provocaría un cortocircuito en la lenta fusión de hidrógeno en deuterio. El hidrógeno se fusionaría tan fácilmente que es probable que todo el hidrógeno del Universo se consumiera en los primeros minutos después del Big Bang.

Así que es bueno que todas las constantes sean como son. Pero no estoy seguro de cómo un pequeño cambio como el mencionado podría afectar a un universo desde el principio.

La otra opción es una órbita más rápida a la misma distancia del sol que tenemos ahora.
@TimB Sí, correcto.
@ HDE226868 Un pequeño cambio en la fuerza de la gravedad puede tener un efecto dramático en el destino de nuestro universo. Recientemente leí que nuestra mejor suposición actual (incluidas las estimaciones de energía oscura) es que nuestro universo está dentro del 0,4% de ser plano. Es posible que un pequeño cambio en la gravedad pueda inclinar la balanza hacia un universo abierto o cerrado, "et voila", adiós Euclides.
@NickR Lo que inclinaría la balanza de una forma u otra es la densidad de energía del universo.
@HDE226868 Sí. Deberia haber recordado eso. Es el parámetro de densidad, Ω , que determina nuestro destino.
De acuerdo con ias.ac.in/jaa/jun2009/JAA0008.pdf , wikipedia está un poco fuera de lugar: menos del 40% de aumento en la constante de acoplamiento fuerte alteraría la naturaleza de las estrellas, pero no consumiría todo el hidrógeno del universo poco después del big bang (eso requeriría un cambio de varios cientos por ciento).
¡Esta respuesta me hace muy feliz de que ahora tengamos el marcado matemático!
Tenga en cuenta que con un poco más de gravitación, el sol también sería un poco más pequeño y un poco más caliente, ya que su liberación de energía actual no sería suficiente para contrarrestar la gravitación, por lo que se encogería (y por lo tanto aumentaría su fusión a través de una mayor densidad en el centro) hasta que el se alcanza el equilibrio. Otra pregunta interesante es cuánta más gravitación necesitarías para que Júpiter "se encienda" y se convierta en una estrella.
@celtschk Estoy tentado de agregar eso a mi respuesta aquí . . . Pero en serio, planteas un buen punto. Tal vez el 0,1% no haría una gran diferencia, pero si lo aumentamos un poco, entonces seguro, el Sol podría estar en un camino evolutivo completamente diferente.