Factor de escala (cosmología)
La expansión relativa del universo está parametrizada por un factor de escala adimensional . También conocido como factor de escala cósmico o, a veces , factor de escala de Robertson Walker , [1] este es un parámetro clave de las ecuaciones de Friedmann .
En las primeras etapas del Big Bang , la mayor parte de la energía estaba en forma de radiación, y esa radiación fue la influencia dominante en la expansión del universo. Más tarde, con el enfriamiento de la expansión, los roles de la materia y la radiación cambiaron y el universo entró en una era dominada por la materia. Los resultados recientes sugieren que ya hemos entrado en una era dominada por la energía oscura , pero el examen de los roles de la materia y la radiación son más importantes para comprender el universo primitivo.
Usando el factor de escala adimensional para caracterizar la expansión del universo, las densidades de energía efectivas de la radiación y la materia se escalan de manera diferente. Esto conduce a una era dominada por la radiación en el universo temprano, pero a una transición a una era dominada por la materia en un momento posterior y, desde hace unos 4 mil millones de años, a una era posterior dominada por la energía oscura . [2] [notas 1]
Se puede obtener una idea de la expansión a partir de un modelo de expansión newtoniano que conduce a una versión simplificada de la ecuación de Friedmann. Relaciona la distancia adecuada (que puede cambiar con el tiempo, a diferencia de la distancia de comandita que es constante y se establece en la distancia actual) entre un par de objetos, por ejemplo, dos cúmulos de galaxias, que se mueven con el flujo del Hubble en un universo FLRW en expansión o contracción en cualquier momento. tiempo arbitrario a su distancia en algún tiempo de referencia . La fórmula para esto es:
donde es la distancia adecuada en la época , es la distancia en el tiempo de referencia , generalmente también conocida como distancia comoviva, y es el factor de escala. [3] Así, por definición, y .
El factor de escala no tiene dimensiones, se cuenta desde el nacimiento del universo y se establece en la edad actual del universo : [4] dando el valor actual de como o .
