¿La inflación cósmica reduce la densidad de energía (inversamente) proporcional al volumen, o la inflación "cuesta" energía? ¿Es espacio propio "algo" creado a expensas de la energía?
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Michael Hardy
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Una de las ecuaciones de Friedmann es un "conservación" de la ecuación: $$\dot \rho_i= -3\frac{\dot a}{a} (\rho_i + p_i) \tag{1}$$ donde $\rho_i, p_i$ describe la densidad de energía y la presión para un determinado "líquido" (polvo, relativista de la partícula, la energía oscura/constante cosmológica). Para cada fluido, existe una relación entre el $p_i$ $\rho_i$ (respectivamente $p_i=0, p_i =\frac{\rho_i}{3}$, $p_i = -\rho_i$). Uno encontrar con facilidad las expresiones de la $\rho_i$ como función de $a$, $\rho_i = \rho_i(a)$.
Excepto para la energía oscura/constante cosmológica caso de ($\rho_i= Cte$), uno ve que la densidad no es constante. Si $\dot a>0$, entonces la densidad de polvo y partículas relativistas, están disminuyendo.
Ahora, teniendo en cuenta las energías en lugar de densidades de energía (excluyendo la energía gravitacional), la ecuación de $(1)$ puede ser recasted en un termodinámica-como la relación: $$ d (\Delta U_i) = d(\rho_i \Delta V) = - p_i d(\Delta V)\tag{2}$$
donde $\Delta V = (\frac{4 \pi a^3}{3}) \Delta x \Delta y \Delta z$ representa el volumen físico en constantes $\Delta x, \Delta y, \Delta z$.
$\Delta U_i$ es la energía interna, debido a la i-ésima líquido, contenido en el volumen físico $\Delta V$
Considerando $\dot a>0$, por lo que el $d(\Delta V)>0$, uno ve que la energía interna $\Delta U_i$ es constante para el polvo, la disminución de partículas relativistas, y aumenta la energía oscura/constante cosmológica.
Ahora, para completar el comportamiento, usted debe hacer la suma de $d(\Delta U) = \sum\limits_i d(\Delta U_i)$. Sin embargo, como se dijo antes, no estoy contando energía gravitacional aquí.
Jim
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Ok, esto va a ser una de matemáticas-gratis-ish respuesta. Vamos a conseguir algo de recto a la derecha del palo. La inflación es más. La inflación se refiere a la primera ~$10^{-34}s$ del universo después del Big Bang. Lo que tenemos ahora es una acelerada expansión. Segundo, preguntando si esta expansión acelerada "los costos de la energía" no es particularmente significativa. Lo que vas a encontrar es que la mayoría de los cosmólogos haces esta pregunta para que le hem y haw y tal vez tartamudeo un poco. No porque no sepa la respuesta, es debido a que esta pregunta es de manera no específica y interpretativo que prácticamente cualquier respuesta que dé será en cierta manera correcta.
Sin embargo, la primera pregunta que uno se hace, está muy bien planteado. No la expansión de reducir la densidad de energía proporcional (aunque tal vez usted quiere inversamente proporcional) para el volumen? La respuesta es a veces. Cuando se trata de la materia (polvo, materia oscura, estrellas) la respuesta es un rotundo sí. Tres átomos en un cuadro que representa una cantidad específica de energía. Los mismos tres átomos en una caja más grande es prácticamente la misma cantidad de energía, por lo que la densidad de energía disminuye con el aumento en el volumen. Para la radiación y partículas relativistas, la respuesta es no. Debido a que la expansión del universo, también rojo se desplaza a la radiación, lo que disminuye el fotón de energía, la energía de la radiación disminuye su densidad no sólo con un $R^3$-como las de volumen, disminuye como $R^4$ debido a que el desplazamiento al rojo (OK $R$ no es en realidad lo que uso, pero es lo suficientemente cerca como para hacer un punto). La energía oscura densidad de energía también no disminuye. En el modelo cosmológico estándar, $\Lambda CDM$, la densidad de energía de la materia oscura no cambia nunca. En una manera, esto puede ser visto como la expansión de cálculo del coste de la energía negativa. Como el universo se expande la cantidad total de energía oscura aumenta.
