Universo con energía cero

Un universo de energía cero  es una hipótesis física que sugiere que el universo tiene energía total cero debido a la compensación exacta de la energía positiva asociada a la materia , según la fórmula de Einstein , con la energía negativa asociada a la gravedad . [1] Esta hipótesis es ampliamente discutida en la literatura popular. [2] [3] [4]

Historia

Pascual Jordan fue el primero en plantear una hipótesis sobre la posibilidad de la aparición de una estrella por una transición cuántica en el vacío, debido a la compensación de la energía positiva asociada a la masa de la estrella por la energía negativa de su campo gravitatorio. [5] [6] La primera publicación conocida sobre el tema fue en Nature en 1973, en la que Edward Tryon propuso que el universo se originó a partir de una fluctuación cuántica a gran escala de la energía del vacío , lo que provocó que su masa-energía positiva estuviera exactamente equilibrada. por su energía potencial gravitatoria negativa . [3] Luego, esta hipótesis fue desarrollada por Ilya Prigogine [7] En las décadas siguientes, el desarrollo del concepto enfrentó constantemente el problema de la dependencia de las masas calculadas en la elección de los sistemas de coordenadas. En particular, el problema surge de la energía asociada con los sistemas de coordenadas que giran conjuntamente con todo el universo. [6] La primera limitación se introdujo en 1987 cuando Alan Guth publicó una prueba de que la energía gravitatoria es negativa con respecto a la masa-energía asociada a la materia. [8] La cuestión de un mecanismo para generar tanto energía positiva como negativa a partir de una solución inicial cero no se resolvió, y Stephen Hawking en 1988 propuso una solución "especial" con tiempo cíclico. [9] [10] En 1994 [11] Nathan Rosen publicó un artículo [ 12] en el que Rosen describía un caso especial de un universo cerrado. En 1995, J. V. Johry demostró que la energía total del universo de Rosen es cero en cualquier universo descrito por la métrica de Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker , y propuso un mecanismo para la generación de materia por inflación en un universo joven. [13] En 2009 se proporcionó una solución de energía cero para el espacio de Minkowski que representa el universo observable. [6]

Restricciones experimentales

La evidencia experimental de que el universo observable es un universo de energía cero no es concluyente actualmente. La energía gravitatoria de la materia visible es del 26 al 37% de la densidad total de masa-energía observada. [14] Por lo tanto, para encajar en el concepto de un universo de energía cero del universo observable, además de la gravedad de la materia bariónica, se necesitan otras fuentes de energía negativa. A menudo se piensa que esta fuente es materia oscura . [quince]

Véase también

Notas

  1. ↑ Una conferencia de Universe From Nothing de Lawrence Krauss en AAI . YouTube (2009). Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2021.
  2. ↑ Lawrence M. Krauss. Un universo de la nada: por qué hay algo en lugar de nada . — Simon and Schuster, 2012. — Pág  . 150-151 . — ISBN 978-1-4516-2445-8 .
  3. ↑ 1 2 Edward P. Tryon , "¿Es el universo una fluctuación del vacío?" , Naturaleza , vol. 246, p.396-397, 1973.
  4. ↑ Berkeley Lab, Smoot Group - http://aether.lbl.gov - Inflación para principiantes, JOHN GRIBBIN archivado, 2014
  5. ↑ Más allá de Einstein: La búsqueda cósmica de la teoría del universo - Michio Kaku, Jennifer Trainer Thompson - Oxford University Press, 1997 - p189
  6. ↑ 1 2 3 Berman primero1 = Marcelo Samuel (2009). "Sobre el universo de energía cero". Revista Internacional de Física Teórica . 48 (11): 3278-3286. arXiv : gr-qc/0605063 . Código Bib : 2009IJTP...48.3278B . DOI : 10.1007/s10773-009-0125-8 . S2CID  119482227 .
  7. ↑ Prigogine, Ilya; Stengers, Isabella Tiempo, caos, cuántica. Para resolver la paradoja del tiempo. - Editorial: M.: Progreso, 1994. - p. 228-244
  8. ↑ Alan Guth , en su libro The Inflationary Universe , ( ISBN 0-224-04448-6 ) Apéndice A
  9. ↑ Stephen Hawking , Una breve historia del tiempo , p. 129.
  10. ↑ Stephen Hawking , "If There's an Edge to the Universe, There Must Be a God" (entrevista), en Renee Weber, Dialogues With Scientists and Sages: The Search for Unity , 1986. (También parcialmente reimpreso en "God as the Edge of the Universe", en The Scientist , Vol. 1, No. 7, 23 de febrero de 1987, p. 15.)
  11. ↑ Xulu, SS (2000). "Energía total de los universos de Bianchi Tipo I". En t. J. Teor. física _ 39 (4): 1153-1161. arXiv : gr-qc/9910015 . Código Bib : 2000IJTP...39.1153X . DOI : 10.1023/A:1003670928681 . S2CID  15413640 .
  12. ↑ Rosen, Nathan (marzo de 1994). "La energía del universo". Relatividad General y Gravitación . 26 (3): 319-321. Código Bib : 1994GReGr..26..319R . DOI : 10.1007/BF02108013 . S2CID  121139141 .
  13. ↑ Johri, VB; Kalligas, D.; Singh, GP; Everitt, CWF (marzo de 1995). "Energía gravitacional en el universo en expansión". Relatividad General y Gravitación . 27 (3): 313-318. Código Bib : 1995GReGr..27..313J . DOI : 10.1007/BF02109127 . S2CID  120110466 .
  14. ↑ Shankar, Karthik H. (2020). “Universo de energía cero eternamente oscilante”. Relatividad General y Gravitación . 52 (2) : 23.arXiv : 1807.10381 . Código Bib : 2020GReGr..52...23S . DOI : 10.1007/s10714-020-02671-5 . S2CID  119208193 .
  15. ↑ Poplawski, Nikodem J. (2014). “La energía y el momento del Universo”. Gravedad Clásica y Cuántica . 31 (6): 065005. arXiv : 1305.6977 . Código Bib : 2014CQGra..31f5005P . DOI : 10.1088/0264-9381/31/6/065005 . S2CID  118593046 .