Una de las características aparentemente poco plausibles de la energía oscura es que se supone que su densidad es constante a lo largo del tiempo. Entonces, aunque el universo se expande con el tiempo, la energía oscura no se diluye, a diferencia del resto del contenido del universo.
A medida que el universo se expande, parece que más energía oscura aparece de la nada para sostener la densidad constante de energía oscura del universo. Entonces, a medida que pasa el tiempo, la energía oscura se convertirá en una proporción cada vez más dominante del universo observable, recordando que ya se estima que es el 73% de él.
Una solución fácil a esto es decir que la energía oscura es una característica inherente a la estructura del espacio-tiempo, de modo que a medida que el universo se expande y la expansión del espacio-tiempo aumenta, la energía oscura aumenta y su densidad permanece constante. Y esto está bien, siempre y cuando reconozcamos que no lo es De Verdad energía: dado que nuestras tres leyes de termodinámica, por lo demás altamente confiables, obviamente no permiten que la energía se comporte de esa manera.
Una solución fácil para explicar la aceleración uniforme de la expansión del universo es proponer que la energía oscura tiene la característica de presión negativa, donde la presión negativa es una característica inherente a la expansión.
Aplicando esta lógica arcana a la observación, la aparente planitud observada de la geometría del universo sugiere que la relación entre la presión de energía oscura y la densidad de energía oscura es aproximadamente 1, o más correctamente -1, ya que estamos lidiando con una presión negativa. Esta relación se conoce como la ecuación de estado para la energía oscura.
Al especular acerca de lo que podría suceder en el futuro del universo, una solución fácil es asumir que la energía oscura es lo que sea, y que esta relación de presión a densidad se mantendrá en -1 indefinidamente, sin importar lo que eso signifique.
Pero los cosmólogos rara vez están felices de dejar las cosas allí y han especulado sobre lo que podría suceder si la ecuación de estado no se mantiene en -1.
Si la densidad de energía oscura disminuyera con el tiempo, la tasa de aceleración de la expansión universal disminuiría y potencialmente cesaría si la relación presión / densidad alcanzara -1/3. Por otro lado, si la densidad de energía oscura aumentó y la relación presión / densidad cayó por debajo de -1 (es decir, hacia -2, -3, etc.), entonces obtienes escenarios de energía fantasma. La energía fantasma es una energía oscura que tiene su densidad aumentando con el tiempo. Y detengámonos aquí para recordar que el Fantasma (fantasma que camina) es un personaje ficticio.
De todos modos, a medida que el universo se expande y permitimos que aumente la densidad de energía fantasma, potencialmente se acerca al infinito dentro de un período finito de tiempo, causando un Big Rip, a medida que el universo se vuelve infinito en escala y todas las estructuras unidas, hasta partículas subatómicas , están destrozados Con una relación presión / densidad de solo -1.5, este escenario podría desarrollarse en solo 22 mil millones de años.
Frampton et al proponen un escenario alternativo de Little Rip, donde la relación presión / densidad es variable a lo largo del tiempo, de modo que las estructuras ligadas aún se rompen pero el universo no se vuelve infinito en escala.
Esto podría admitir un modelo de universo cíclico, ya que te ayuda a resolver problemas con la entropía. Un hipotético Big Bang: el universo cíclico Big Crunch tiene un problema de entropía, ya que la energía libre se pierde a medida que todo se une gravitacionalmente, por lo que terminas con un enorme agujero negro al final del Crunch.
A Little Rip potencialmente le da un reinicio de entropía, ya que todo se divide y, por lo tanto, puede progresar desde cero a través del largo proceso de estar unido gravitacionalmente nuevamente, generando nuevas estrellas y galaxias en el proceso.
De todos modos, el domingo por la mañana, hora de un gran brunch.
Lecturas adicionales: Frampton et al. The Little Rip.
