La constante cosmológica (energía oscura) se describe a menudo en términos de que el espacio vacío tiene un valor de energía no 0 y que esta energía es la fuente de la expansión acelerada del universo. Si el espacio se expande, ¿qué implica esto para la conservación de la energía? ¿Esta energía se conserva al estar más distribuida a medida que el espacio se expande? ¿Tiene esta pregunta algún sentido o es que estoy loco?
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JRT
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La constante cosmológica es una densidad de energía constante por unidad de volumen de espacio, por lo que a medida que el universo se expande se crea energía al crear nuevo espacio. En este sentido se viola la conservación de la energía.
En realidad, esto es menos sorprendente de lo que se cree. La conservación de la energía está ligada a una simbología llamada simetría de desplazamiento temporal por Teorema de Noether . Sin embargo, esta simetría es violada por el universo en expansión, por lo que no hay razón para que la energía se conserve (aunque hay que tener en cuenta que la simetría se rompe fuertemente sólo a grandes escalas y la conservación de la energía es una excelente aproximación a nivel local).
Pero, pero, pero...
Existe un largo y a veces acalorado debate sobre si la energía se conserva o no en un universo en expansión. Véase, por ejemplo este artículo de un miembro de este sitio . Básicamente, el argumento se reduce a cómo se define la energía total - en la relatividad general, esta no es una cuestión trivial.
Usuario no registrado
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En realidad, la energía no suele conservarse en la relatividad general. Para una explicación más profunda ver:
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html
Pero fíjate que la energía oscura podría no acabar siendo necesariamente la constante cosmológica, sino un nuevo campo de fuerza, por lo que su comportamiento podría diferir del de una constante cosmológica real (que aumentaría la energía total como sugieres en tu pregunta)
RichieACC
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La energía oscura debida a una constante cosmológica no se diluye por la expansión métrica del espacio. Sin embargo, esto no viola la conservación de la energía, ya que el aumento de energía se cancelará por la energía potencial gravitacional. El problema de la relatividad general no es (algunos dirían que es discutible) la conservación de la energía, sino la localización de la energía:
En un marco de referencia giratorio, la conservación de la energía sólo se mantiene si se incluye la contribución del potencial centrífugo. Análogamente, en la relatividad general, la conservación de la energía sólo se mantiene si se incluye la contribución del potencial gravitatorio. En ambos casos, no se puede asociar una energía significativa densidad con estas contribuciones. La relatividad general sólo viene con la complicación adicional de que no se puede transformar la energía gravitacional pasando a un marco de referencia globalmente inercial.
Hay que tener en cuenta que hay formas de separar la gravedad de la inercia si se va más allá de la relatividad general (por ejemplo, el enfoque teleparalelo o las teorías bimétricas) y obtener así una densidad de energía gravitatoria, pero la conservación de la energía sólo se mantendrá si se incluyen los efectos inerciales.
