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Problema de coincidencia cósmica

En cosmología , el problema de la coincidencia cósmica es la observación de que, en la época actual de la evolución del universo , las densidades de energía asociadas con la mat...

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En cosmología , el problema de la coincidencia cósmica es la observación de que, en la época actual de la evolución del universo , las densidades de energía asociadas con la materia oscura y la energía oscura son del mismo orden de magnitud, lo que lleva a que sus efectos en la dinámica del cosmos sean comparables. [ 1 ] [ 2 ] El problema fue propuesto por Paul Steinhardt durante las actas de una conferencia que celebraba el 250 aniversario de la Universidad de Princeton en 1997. [ 3 ] [ 2 ]

Esta coincidencia resulta desconcertante porque estas energías tienen efectos muy diferentes en la expansión del universo: la materia oscura tiende a ralentizar la expansión mediante la atracción gravitatoria, mientras que la energía oscura parece acelerarla. La similitud observada en las magnitudes de las densidades de energía de estos dos componentes en esta época particular de la historia del universo plantea interrogantes sobre si podría existir alguna conexión física subyacente o un origen común entre la materia oscura y la energía oscura. De hecho, algunas teorías intentan explicar esta coincidencia proponiendo que son diferentes manifestaciones de la misma fuerza o campo fundamental. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Valores

Según el análisis de Planck de 2018 del modelo Lambda-CDM , el modelo estándar de cosmología, la relación entre la densidad de energía oscura y la densidad crítica es aproximadamente Ω Λ = 0,685, mientras que la relación entre la densidad de energía de la materia (incluida la materia bariónica ordinaria y la materia oscura) dividida por la densidad crítica es aproximadamente Ω m = 0,315. [ 2 ] [ 7 ] Dado que la constante cosmológica permanece constante y la densidad de materia disminuye con la expansión del universo, el hecho de que estos dos valores sean del mismo orden de magnitud significa que la relación Ω Λ /Ω m debe establecerse en un valor infinitesimal específico (del orden de 10 −120 ) en el universo muy temprano para tener los valores actuales. [ 8 ]

Posibles soluciones

Se ha propuesto que la energía oscura y la materia oscura están relacionadas de alguna manera. En los modelos de quintaesencia , un campo de quintaesencia adicional proporciona un vínculo entre las contribuciones energéticas de la materia y la energía oscura. [ 1 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 O'Raifeartaigh, Cormac; O'Keeffe, Michael; Nahm, Werner; Mitton, Simon (2018-04-01). "Cien años de la constante cosmológica: de la "acrobacia superflua" a la energía oscura" . The European Physical Journal H. 43 ( 1): 73– 117. arXiv : 1711.06890 . Bibcode : 2018EPJH...43...73O . doi : 10.1140/epjh/e2017-80061-7 . ISSN 2102-6467 . 
  2. 1 2 3 Velten, HES; vom Marttens, RF; Zimdahl, W. (22-11-2014). "Aspectos del "problema de la coincidencia" cosmológica"" . The European Physical Journal C . 74 (11): 3160. arXiv : 1410.2509 . Bibcode : 2014EPJC...74.3160V . doi : 10.1140/epjc/s10052-014-3160-4 . ISSN 1434-6052 . 
  3. ↑ Steinhardt, PJ (1997). Problemas críticos en física . Princeton, NJ: Princeton University Press.
  4. ↑ Barreiro, T.; Copeland, EJ; Nunes, NJ (2000). "Quintesencia que surge de potenciales exponenciales". Physical Review D . 61 (12) 127301. arXiv : astro-ph/9910214 . Bibcode : 2000PhRvD..61l7301B . doi : 10.1103/PhysRevD.61.127301 .
  5. ↑ Deur, Alexandre (2009). "Implicaciones de la interacción gravitón-gravitón para la materia oscura". Physics Letters B . 676 ( 1– 3): 21– 24. arXiv : 0901.4005 . Bibcode : 2009PhLB..676...21D . doi : 10.1016/j.physletb.2009.04.060 .
  6. ↑ De Felice, Antonio; Tsujikawa, Shinji (2010). "f(R) theories" . Living Reviews in Relativity . 13 (1): 3. arXiv : 1002.4928 . Bibcode : 2010LRR....13....3D . doi : 10.12942 / lrr-2010-3 . PMC 5255939. PMID 28179828 .  
  7. ^ Colaboración Planck; Aghanim, N.; Akrami, Y.; Ashdown, M.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Ballardini, M.; Banday, AJ; Barreiro, RB; Bartolo, N.; Basak, S.; Battye, R.; Benabed, K.; Bernard, JP; Bersanelli, M. (2020). «Resultados Planck 2018: VI. Parámetros cosmológicos» . Astronomía y Astrofísica . 641 : A6. arXiv : 1807.06209 . Código Bib : 2020A y A...641A...6P . doi : 10.1051/0004-6361/201833910 . ISSN 0004-6361 . 
  8. ↑ Zlatev, Ivaylo; Steinhardt, Paul J. (1999-07-29). "Una solución de rastreador al problema de coincidencia cósmica de materia oscura fría" . Physics Letters B. 459 ( 4): 570– 574. arXiv : astro-ph/9906481 . Bibcode : 1999PhLB..459..570Z . doi : 10.1016/S0370-2693(99)00707-8 . ISSN 0370-2693 .