¿Cómo es consistente la energía oscura con la conservación de la masa y la energía?

Inicialmente pensé que la energía oscura debe violar de alguna manera la conservación de la masa y la energía ya que el componente de la densidad de energía del espacio que proviene de la energía oscura es constante y el espacio se está expandiendo. Por lo tanto, a medida que el espacio se expande, la energía en el universo que proviene de la energía oscura aumentaría. Supuse que la fuente de esta energía no provenía de la conversión de otros tipos de energía en energía oscura, por lo que debe violar la conservación.

Decidí buscar esto en Google y encontré este artículo:

http://scienceblogs.com/startswithabang/2011/12/02/dark-energy-accelerated-expans/

Dice que la energía oscura NO viola la conservación y cita a Carroll, Press y Turner (1992):

"... el parche realiza un trabajo negativo sobre su entorno, porque tiene presión negativa. Suponiendo que el parche se expande adiabáticamente [es decir, sin pérdida ni ganancia de calor], se puede equiparar este trabajo negativo con el aumento de masa/energía del parche. Uno recupera así la ecuación de estado correcta para la energía oscura: P = – ρ c2. Por lo tanto, las matemáticas son consistentes".

¿Hay alguna manera de explicar esto en términos sencillos? (El blog intentó hacer esto, pero no estaba muy claro para mí). Más específicamente, ¿puede explicar dónde falla mi línea de pensamiento inicial descrita anteriormente cuando concluí erróneamente que la energía oscura viola la conservación?

Gracias.

Por supuesto, es de la conservación de la energía de lo que estás hablando, ya que la masa es un subconjunto de las manifestaciones de la energía.
El blog vinculado parece haber citado erróneamente a Carroll, Press & Turner (1992). El artículo sí tiene la siguiente cita sobre la relación P = -rho entre presión y densidad: "No por coincidencia, esta ecuación de estado es precisamente la que, bajo aplicación de la primera ley de la termodinámica, hace que rho_vac permanezca constante si un el volumen del vacío se comprime o expande adiabáticamente: el trabajo de PdV proporciona exactamente la cantidad de masa-energía para llenar el nuevo volumen dV a la misma densidad rho_vac. Por lo tanto, rho_vac permanece verdaderamente constante".

Respuestas (2)

La energía total en el espacio aumenta, precisamente por la razón que mencionas. No se espera que se conserve la energía, porque la métrica no es invariable en las traducciones de tiempo.

Lo que sí se cumple es la primera ley de la termodinámica, d tu = − PAGS d V + ⋯ . Dado que la presión en este sistema es negativa, esta es una forma de ver el origen de la energía adicional a medida que crece el espacio.

¿Quién te dio permiso para crear "Presión negativa"? Eso es como inventar la "Temperatura negativa" para explicar el hecho de que sus fórmulas no funcionan. Sus fórmulas no cuadran y simplemente darle un nombre elegante al déficit no hace que funcione.
Tanto la temperatura negativa como la presión negativa tienen definiciones técnicas precisas en Física. Ninguno de los dos está de acuerdo con la experiencia cotidiana, pero nadie afirma que lo estén. El término presión negativa simplemente se refiere a una ecuación de estado específica.
@DRAirey1: Como Philip mencionó a continuación, la presión negativa proviene de una contribución de energía positiva, mientras que el potencial gravitacional es negativo en general. Las contribuciones de energía positiva son incluso en la física clásica nada nuevo. Piense en el potencial centrífugo. Además, si tiene un modelo GR mejor sin DE, debería considerar publicarlo.

"Supuse que la fuente de esta energía no provenía de la conversión de otros tipos de energía en energía oscura, por lo que debe violar la conservación".

Aquí es donde te equivocas. La energía oscura positiva se equilibra con la energía negativa del campo gravitatorio. A medida que un volumen de espacio se expande, se crea más energía oscura en el volumen, pero esto se equilibra con un término negativo creciente en la ecuación de energía que depende de la tasa de expansión. Es por eso que la energía oscura hace que la expansión se acelere.

La referencia Carroll, Press y Turner (1992) explica esto con más detalle, o vea mi propio artículo en http://vixra.org/abs/1305.0034

Creo que vixra.org es una fuente dudosa.
@Sergio, puse un enlace al documento para que la gente pudiera leerlo, comprenderlo mejor y hacer su propio juicio. Más de 2000 personas lo han hecho hasta ahora. Puede leer y comprender el documento, en cuyo caso no importa lo que piense de la fuente, o no sabe lo suficiente para comprenderlo, en cuyo caso necesita aprender más sobre la física de fondo antes de tratar de comprender las respuestas a esta pregunta.
¿Cómo es consistente la energía oscura con la conservación de la masa y la energía?
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