¿Qué tipo de energía es la Energía Oscura?

Question

¿Qué tipo de energía es la Energía Oscura? Tal como dice el título. Es cinética o potencial o de algún otro tipo?

Answer 1

En la mecánica Newtoniana, tenemos la energía potencial y la energía cinética. Todos los tipos de energía pueden ser clasificados como una o la otra, nunca las dos cosas o ninguna.

Pero cuando se trata de campos, esta distinción no funciona. Por ejemplo, una onda de luz (campo electromagnético) transporta energía, y esta energía no encaja perfectamente en el PE o el KE categoría.

La energía oscura aparece en nuestros modelos como un campo, por lo que la misma cosa se aplica a ella.

Tenga en cuenta también que la energía no se conservaba en la cosmología.

Answer 2

Para agregar a Ben Crowell la respuesta: la "energía" de la que habla es más como que en un condensador cargado (el campo eléctrico en la misma tiene la densidad de energía de $\frac{1}{2} \epsilon\,|\vec{E}|^2$) o dentro de un anillo de corriente (el campo magnético tiene la densidad de energía de $\frac{1}{2} \mu\,|\vec{H}|^2$).

"Energía oscura" es simplemente un término que Einstein añadió a su "prima" ecuaciones de campo como una especie de "fudge factor" (más sobre esto abajo).

Como Ben dice: la energía no se conservaba en la cosmología, PERO es a nivel local. Las ecuaciones de Einstein tiene la forma:

$$\mathfrak{G} = \mathfrak{T} - \Lambda\, \mathfrak{g}$$

donde $\mathfrak{G}$ 16 componente de "tensor" objeto describir la pura geometría del espacio-tiempo (en particular, se cuantifica cuánto la geometría se aparta de los postulados de Euclides) y $\mathfrak{T}$ es la tensión tensor de energía - que describe la distribución de las "cosas" ("energía") en el universo. $\Lambda$ es la constante cosmológica y $\Lambda\, \mathfrak{g}$ es la energía oscura plazo. Ahora, si tomamos el tensor equivalente de la divergencia de ambos lados, un general, matemática (es decir, esta no es la física) de propiedad de la geometría tensor $\mathfrak{G}$ es que su divergencia se desvanece. Esto tiene el efecto de convertir a la divergencia del lado derecho de la ecuación en algo similar a una ecuación de continuidad, que dice que la tasa de flujo de energía (más de tiempo pequeño y escalas de longitud) en un volumen es igual a la tasa de tiempo de cambio de la energía total dentro de ese volumen. Así que por escritura $-\Lambda\, \mathfrak{g}$ en el lado derecho, parece como si se están incluyendo en el "presupuesto" para hacer locales de conservación de momentum y energía en espera (simplemente por la fuerza de la matemática general de la propiedad que la divergencia de $\mathfrak{G}$ siempre se desvanece) es la razón por la que es llamado una "energía". Pero incluso esta analogía es débil: de la divergencia de las $\Lambda\,\mathfrak{g}$ es la nada de todos modos y no afecta a locales de conservación de la energía si $\Lambda$ es realmente constante. De alguna manera es como una densidad de energía que las "unidades" de expansión / contracción del universo, pero es muy distinto de las otras cosas que van en el estrés de la energía tensor (cuyas divergencias no una antes de desaparecer). A partir de las observaciones cosmológicas, $\Lambda$ es positivo, y es equivalente a una presión negativa que las unidades de la observó la aceleración de la expansión del universo.

Einstein agregó el término a sus ecuaciones originales como una idea de último momento (que no estaba en su 1916 papel de "Fundamentos de la Teoría General de la Relatividad") para "contener la gravedad del efecto" porque entendió que su campo de ecuaciones implícitas de un siempre cambiante universo - la idea predominante en la década de 1910 fue la de que el Universo era estático: siempre había estado allí más o menos como es ahora y siempre sería así. Él se sorprendió cuando el Hubble osberved la expansión del Universo, algo que se asemejaba más al comportamiento de su "materia prima" de las ecuaciones. Así que lamentó su idea de último momento en la luz de la observación de Hubble. Por otra parte, estaba equivocada sobre Einstein parte para intentar llegar a un universo estable de esta manera: una energía oscura plazo podría estabilizar las ecuaciones, es cierto, pero sería un equilibrio inestable, como un lápiz de pie, con equilibrio de fuerzas en su punto. La más mínima perturbación podría engendrar un fugitivo de expansión / contracción de la gravitacional del sistema.

Hoy en día nos encontramos con que necesitamos $\Lambda$ para que coincida con las ecuaciones de campo con el observado aceleración de la expansión cosmológica. Así que era "peor que la de Einstein pensó": no sólo es el universo en expansión, pero que la tasa de expansión se está acelerando, por lo que el observado constante cosmológica hace lo contrario de lo que Einstein le significó a hacer!