¿De qué forma frena la gravedad a la expansión del universo?

♣ Las estructuras que hoy observamos en el firmamento —galaxias y cúmulos galácticos— se originaron a partir de fluctuaciones de densidad primordiales.

Consideremos una de estas fluctuaciones de densidad en el universo primitivo, o sea, una región con una densidad ligeramente mayor que la del entorno.

NOTA: Inicialmente las fluctuaciones de densidad primordiales son microscópicas pero la acción continuada de la gravedad las amplifica hasta un tamaño macroscópico por efecto "bola de nieve".

¿Cómo evoluciona una fluctuación de densidad al expandirse el universo? Debemos considerar dos fenómenos antagónicos:

(1) Bajo la influción de su propia GRAVEDAD, la región tiende a contraerse, lo que provoca un incremento de su densidad.

(2) Pero la EXPANSIÓN cósmica global tiende a expandir la región, es decir, se opone al colapso (1).

La cuestión es clara:

▪ Si el efecto (1) domina sobre el efecto (2), la gravedad acabará deteniendo la expansión cósmica en la región, lo que posibilitará en el futuro la formación de galaxias y CG.

▪ Si el efecto (2) domina sobre el efecto (1), la gravedad NO será suficiente para "vencer" a la expansión cósmica: la región se expandirá indefinidamente y NO podrán formarán estructuras cosmológicas (sistemas gravitacionalmente ligados).

La existencia de estructuras cosmológicas —galaxias y cúmulos galácticos— en nuestro universo nos dice algo muy importante: en el universo primigenio el efecto (1) dominó sobre el efecto (2). Si hubiese sido al revés, no se habrían formado estructuras cosmológicas a gran escala y tú y yo no estaríamos aquí para contarlo.

♣ "¿De qué forma frena la gravedad a la expansión del universo?"

Los datos cosmológicos revelan que la densidad cósmica de masa-energía es aprox. igual a la densidad crítica, es decir, Ω = 1. Esto implica que en el universo primitivo también Ω = 1. Bien, ahora consideremos una fluctuación de densidad con simetría esférica, es decir, un volumen esférico V de universo primitivo con una densidad algo mayor que la del entorno. Entonces, como la densidad media del universo es Ω = 1, la densidad de la región V será Ω > 1.

Tenemos así una región V con sobredensidad (Ω > 1) que, inicialmente, se está expandiendo. Ahora aplicamos las ecuaciones de la RG para describir la evolución de la región V. Pues bien, dichas ecuaciones predicen lo siguiente:

▪ Al principio la región V seguirá expandiéndose aunque cada vez más lentamente debido a la acción de la gravedad.

▪ Llegará un momento en que la gravedad detendrá la expansión de la región V.

▪ A continuación, la región V empezará a contraerse bajo la influencia de su propia gravedad. La región V no colapsa por completo debido a la presión interna: se estabiliza y se forman estructuras cosmológicas.

♣ Una vez leído lo anterior, podrías hacer la siguiente objeción:

"Vale, de acuerdo, las ecuaciones de la RG predicen que en una región con una densidad mayor que la media cósmica la gravedad acaba deteniendo la expansión cósmica. Pero no has aportado ningún mecanismo físico que explique cómo la gravedad detiene la expansión cósmica."

Y es verdad... PERO es que resulta que la Relatividad General de Einstein NO proporciona ningún mecanismo físico que explique cómo la masa-energía curva, expande o contrae el espacio-tiempo. Dada una cierta distribución de masa-energía, las ecuaciones de campo de Einstein nos permiten calcular cuál será la geometría del espacio-tiempo pero, insisto, la RG no provee ningún mecanismo que explique cómo la masa-energía curva, expande o contrae el espacio-tiempo. El caso es que nadie lo sabe: es el misterio profundo de la gravedad... que quizá sólo será dilucidado cuando dispongamos de una teoría consistente y completa de la gravedad cuántica.

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La respuesta ya es demasido larga; apenas queda espacio para responder a las otras cuestiones. Lo haré con mucho gusto, si quieres, en otra pregunta :)

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..En realidad la gravedad es una consecuencia de la expansión del universo y tal expansión es acelerada. supongamos un montón de pelotas grandes y pequeñas en un lugar del espacio expandiéndose todas juntas..todas se empujarían unas a otras.aparentando que se atraen cuando en realidad se empujan.. si la expancion es continua y acelerada la fuerza sera como la gravedad..

Hola CRivero,

Durante años me he estado preguntando eso, hasta que alguien me nombró a la materia oscura y me complicó mucho más lo poco que entendía.

Si consideramos a la fuerza de la gravedad como una fuerza de empuje en lugar de una fuerza de atracción, podríamos encontrarle una explicación a la expansión del universo. Galileo experimentó arrojando dos cuerpos de diferente peso y tamaño al suelo desde la torre de Pissa, aprovechando su inclinación; los resultados obtenidos lo desconcertaron un poco. Galileo apostaba que el cuerpo más pesado llegaría antes al suelo, basándose en la lógica, pero ambos cuerpos llegaron al suelo al mismo tiempo y eso lo desconcertó por un momento.

Hoy sabemos que dos cuerpos, no importando su tamaño y peso arrojados en el vacío caen a la misma velocidad, fuera del vacío existen otros factores que impiden que caigan de igual manera, la fricción con el aire por ejemplo. Pero en el espacio, no existe el vacío tampoco, aunque consideremos que el Universo está compuesto de un 86% de nada, la fuerza de gravedad interactúa con los cuerpos de todos modos.

Yo sostengo que la fuerza de la gravedad empuja a los cuerpos, que la curvatura del espacio-tiempo ayuda a ese empuje a trasladar a los objetos y como a toda acción le corresponde una reacción de la misma intensidad pero en sentido contrario, (Según nuestra física), tanto la fuerza de la gravedad, como la materia oscura, están interrelacionadas para lograr un equilibrio en la expansión del Universo. Mientras ese equilibrio no sea roto, el Universo se expandirá hasta frenarse, hasta alcanzar ese equilibrio y convertirse en un Universo estático. Si el equilibrio se rompe, entonces el Universo está condenado a desaparecer, a “morir”, debido al enfriamiento y al cese de posibilidades de que una estrella moribunda, renazca en otra estrella porque no habrá suficiente masa junta para que eso suceda.

No sé cómo llamen a eso ahora, estoy un poco alejado de la astrofísica, desde que me jubilé me dedico a mis nietos y a una vida más holgazana, pero cualquiera sea el nombre que le demos a la expansión o contracción, para estar bien con Dios y el Diablo, yo diría que el Universo late, y que esas pulsaciones son relativamente lentas para apreciarlo, durante un período muy largo se expande y durante otro muy largo se contrae.

Después de todo, todo es teoría, nadie tiene la barita mágica para despreciar un pensamiento. Yo pienso eso.

Un abrazo amigo.

es por la energia oscura y es una forma de materia o energia que estaria presente en todo el espacio produciendo una presion negativa y que tiende a incrementar la aceleracion de la expansion del universo resultando en una fuerza gravitacional repulsiva y 2 electrones forman un positron =)

Seguramente no entiendes la relatividad del tiempo.

El tiempo como flecha (no como dimensión), sino la velocidad de la tridimensión, es absoluta para cada observador y es responsable de la expansión del universo.

¿Porqué es absoluta?

Supongamos que tu observas un viajero a gran velocidad, sabemos que su tiempo se contrae, respecto al tuyo, pero para él mismo, nada cambió, sigue siendo uno (1, unidad), y él observará, que el tuyo se pasó más rápido.

El problema es que, no podemos imaginar propiamente la cuarta dimensión, y la figura (la "burbuja", o la reducción de dimensiones) responde a algunos aspectos, no es la realidad.

Es como una foto, representa la realidad, pero está muy lejos de la realidad, y podríamos decir que no tiene nada que ver con la realidad, sólo sirve para estimular la imaginación, e imaginar la realidad en nuestra mente.

Así es que, no podemos dar un modelo del universo, que contemple todos los aspectos, sería el universo en miniatura (y no es posible).

Sencillamente, el tiempo relativamente corre diferente en distintos lugares, pero para cada cual, siempre corre a la misma velocidad. (reconozco que sin imaginación, es imposible "imaginar").

No es posible hacerlo racional, desde nuestra mente, así como la irracionalidad de la luz, no acepta la suma de velocidad, cuando me acerco a la fuente (es irracional).

Por lo tanto entender la gravedad como una "energía", no es meno medieval, y si la gravedad curva acercando la expansión sería curva para alejar, ahora de esto, a que hay una energía oscura, es la observación de Ptolomeo que su imaginación no conseguía ver, que la realidad era aparente.

Me resulta tan infantil, aferrarse a la matemática sin la imaginación para hacer coincidir las observaciones.

Cosas como qué es y como se produce el efecto Doppler por la gravedad, que es igual y contrario en la expansión, no es una fórmula, ni por "g", ni por ningún símbolo, sino por el mismo proceso que siempre (diferencia de velocidad). Pero como tods las cosas inexpicables de la Teoría estándar, pareciera que a nadie le interesa saber el porqué (totalmente contrario a la idea de Einstein).

Creo que despues de 13000 millones de años del big bang , lo que pudo ser retenido por la gravedad ya lo hizo , todo lo demas se escapó y ya está fuera del alcance de ella. La inercia que llevamos luego de la explosion está intacta y la atracción gravitatoria ha decrecido a medida que nos alejamos desde nuestro punto relativo de vista, o sea que de alguna manera ya escapamos de la atraccion gravitatoria original.

Es casi filosòfico y poco fìsica mi respuesta pero me suena a cierta.

Un saludo Rivero soy seguidor de tus respuestas

La expansión del universo es una fuerza de alejamiento entre partículas y la gravedad es una fuerza que siempre atrae a las partículas entre sí. Ese es el motivo de que la gravedad (fuerza de atracción) frene la expansión del universo (fuerza de repulsión).

Todo esto se parece a un proyectil lanzado desde la Tierra con mucha velocidad. Primero se separa de la Tierra y luego pueden pasar dos cosas: 1ª que el misil vuelva a caer como consecuencia de la gravedad. 2ª Que el misil ascienda tanto que la gravedad no sea capaz de atraer al proyectil y que éste se salga de la órbita de la Tierra.

Bien, el universo es igual, ahora somos el proyectil que esta ascendiendo. Nos puede suceder las dos cosas: 1ª que la gravedad atraiga a toda la materia del universo formando otro Big Bang. 2ª Que la gravedad no sea capaz de frenar la expansión y que llegue un momento que los cúmulos y supercúmulos se desgarren al igual que el proyectil se sale de la órbita de la Tierra.

Espero que te sirva. Un saludo

http://mx.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=Ah...

Dichas estructuras se mantienen cohesionadas por la fuerza de la gravedad pero la expansión acelerada del cosmos podría acabar imponiéndose, si no lo ha hecho ya, y detener la acumulación de materia.

la gravedad no fren ala expansion

desde hace mucho se sabe q es alreves

la expansion se esta acelerando

y es por una fuerza q no conocemos

los cientificos la llaman materia oscura

por nadie la ha detectado directamente

pero se aprecian sus efectos

ojala te haya ayudado