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alshain Magnitud 11 Registrado: 26 Nov 2005 Mensajes: 278
Publicado: 19 Feb 2006 21:36 Asunto : Re: Preguntas para la expansión del universo
Yul Goncalves escribió:
a) Si el universo sigue expandiéndose, como lo indican las observaciones, será que en esos bordes del universo (inimaginables) se sigue creando espacio-tiempo o previamente ya hay espacio-tiempo para que el universo lo vaya ocupando.
El universo no necesita de un borde para expandirse. La mejor analogÃa para imaginar esto suele ser la superficie de un globo que se hincha. Esta superficie no tiene borde, es finita, pero ilimitada, y, sin embargo, se expande. La expansión es un comportamiento de la métrica de la superficie la cual es una propiedad intrÃnseca de esta. Además, la relatividad general nos muestra que, aunque pueda parecer poco intuitivo, el espacio tridimensional en el que la superficie bidimensional del globo está embebida no es necesario para definir la citada superficie y su expansión. Lo mismo con el universo y su espacio tridimensional. Ten en cuenta que en las soluciones cosmológicas a la relatividad general lo que espande es el espacio, pero no el espacio-tiempo.
Yul Goncalves escribió:
b) De aceptar la expansión del universo, no habrá que verla como una simple aceleración, ya que si resolvemos la ecuación empÃrica de Hubble de manera clásica;
a=H.x , d^2x/dt^2= H. x
nos da una ecuación diferencial, en la cual la velocidad y la aceleración aumentan exponencialmente con el tiempo, es decir, tendrÃamos o tenemos una aceleración de aceleraciones, no constante sino que crece con el tiempo. ¿Por qué no sentimos está aceleración, pero sà podemos observarla a gran escala en el universo?. ¿PodrÃa idearse algún experimento para medir localmente está aceleración, sabiendo que esta expansión si bien no se nota localmente pero vista nuestra galaxia desde lejos, deberÃamos sufrir esta expansión ya que formamos parte del universo?.
En general hay que decir que la expansión del espacio no es movimiento de cuerpos "en" él, sino movimiento "con" él. Además, no es un fenómeno que pueda medirse de forma local, ya que la velocidad de expansión es un cierto valor por unidad de distancia y, por tanto, si queremos medir velocidades de recesión para determinar la expansión y queremos hacerlo de forma local cuando distancia en consideración tiende a cero, la velocidad de recesión del punto en consideración también tiende a cero. Lo mismo vale para la aceleración. La velocidad de recesión es de unos 71 km/s por cada Megaparsec y la aceleración de unos 10^-15 km/s² por cada Megaparsec (para un parámetro de deceleración q = -0.6, más o menos).
Aclarado ese aspecto, la resolución de la ley de Hubble que has hecho ahà no es correcta, aunque bien hecho lleva a un resultado similar, con la interpretación de la aceleración que he mencionado. Veámoslo. La ley de Hubble es v = H d, pero el caso de una expansión exponencial se sigue de la siguente forma. Considera el parámetro de Hubble H constante en el tiempo. Por la definición de H = (da/dt) / a, tienes:
da/a = H dt
a = e^(Ht)
da/dt = H e^(Ht)
d²a/dt² = H² e^(Ht)
a es el factor de escala, que da una medida de la expansión de las distancias entre dos puntos del modelo ideal (a = 0 en el big-bang, a = 1 hoy) y la aceleración de la expansión viene determinada por su derivada segunda.
Este es el caso especial en el que el parámetro de Hubble H se mantiene constante en el tiempo. Usualmente, el parámetro de Hubble decrece en el tiempo, pero existen modelos en los que este parámetro puede mantenerse constante e incluso aumentar. El caso de un aumento del parámetro de Hubble es extremadamente patológico, como puedes leer en este artÃculo de mi web , pero el caso de un parámetro de Hubble constante en el tiempo corresponde con un modelo de universo en expansión exponencial y es conocido como universo de de-Sitter. Los pocos datos que tenemos hoy parecen indicar que nuestro universo se convertirá en uno de de-Sitter, al contener una constante cosmológica cuya densidad energética ha de hacerse dominante frente al resto de las densidades de los otros componentes del universo (materia y radiación).
Saludos. _________________ When one tugs at a single thing in nature, he finds it attached to the rest of the world. John Muir
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