La hipótesis de curvatura de Weyl , que surge en la aplicación de Albert Einstein 's teoría general de la relatividad a la cosmología física , fue introducida por el matemático y físico británico teórico Sir Roger Penrose en un artículo en 1979 [1] , en un intento de proporcionar explicaciones para dos de los problemas más fundamentales de la física. Por un lado, uno quisiera dar cuenta de un universo que en sus escalas de observación más grandes parece notablemente espacialmente homogéneo e isótropo en sus propiedades físicas (y por lo tanto puede ser descrito por un modelo simple de Friedmann-Lemaître ), por otro lado está el pregunta profunda sobre el origen de la segunda ley de la termodinámica .
Penrose sugiere que la resolución de ambos problemas tiene sus raíces en un concepto del contenido de entropía de los campos gravitacionales . Cerca de la singularidad cosmológica inicial (el Big Bang ), propone, el contenido de entropía del campo gravitacional cosmológico era extremadamente bajo (en comparación con lo que teóricamente podría haber sido), y comenzó a aumentar monótonamente a partir de entonces. Este proceso se manifestó, por ejemplo, en la formación de estructuras a través del agrupamiento de materia para formar galaxias y cúmulos de galaxias . Penrose asocia el contenido inicial de baja entropía del universo con la desaparición efectiva del tensor de curvatura de Weyl del campo gravitacional cosmológico cerca del Big Bang. A partir de entonces, propone, su influencia dinámica se incrementó gradualmente, siendo así responsable de un aumento general en la cantidad de entropía en el universo, y así induciendo una flecha cosmológica del tiempo .
La curvatura de Weyl representa efectos gravitacionales tales como campos de mareas y radiación gravitacional . Los tratamientos matemáticos de las ideas de Penrose sobre la hipótesis de la curvatura de Weyl se han dado en el contexto de singularidades cosmológicas iniciales isotrópicas, por ejemplo, en los artículos. [2] [3] [4] [5] Penrose ve la hipótesis de la curvatura de Weyl como una alternativa físicamente más creíble a la inflación cósmica (una fase hipotética de expansión acelerada en la vida temprana del universo) para explicar lo observado homogeneidad e isotropía casi espacial de nuestro universo. [6]
Ver también
Referencias
- ^ R. Penrose (1979). "Singularidades y asimetría temporal". En SW Hawking; W. Israel (eds.). Relatividad general: una encuesta del centenario de Einstein . Prensa de la Universidad de Cambridge . págs. 581–638.
- ^ SW Goode y J. Wainwright (1985). "Singularidades isotrópicas en modelos cosmológicos". Clase. Quantum Grav . 2 (1): 99-115. Código Bibliográfico : 1985CQGra ... 2 ... 99G . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 2/1/010 .
- ^ RPAC Newman (1993). "Sobre la estructura de las singularidades conformales en la relatividad general clásica". Proc. R. Soc. Lond. Una . 443 (1919): 473–492. Código Bibliográfico : 1993RSPSA.443..473N . doi : 10.1098 / rspa.1993.0158 . S2CID 122691946 .
- ^ K. Anguige y KP Tod (1999). "Singularidades cosmológicas isotrópicas I. Espacio-tiempos de fluidos perfectos politrópicos". Annals of Physics . 276 (2): 257–293. arXiv : gr-qc / 9903008 . Código Bibliográfico : 1999AnPhy.276..257A . doi : 10.1006 / aphy.1999.5946 . S2CID 17277637 .
- ^ WC Lim; H. van Elst; C. Uggla y J. Wainwright (2004). "Isotropización asintótica en cosmología no homogénea". Phys. Rev. D . 69 (10): 103507 (1–22). arXiv : gr-qc / 0306118 . Código Bibliográfico : 2004PhRvD..69j3507L . doi : 10.1103 / PhysRevD.69.103507 . S2CID 6534117 .
- ^ R. Penrose (1989). "Dificultades con la cosmología inflacionaria". En EJ Fergus (ed.). Actas del 14º Simposio de Texas sobre Astrofísica Relativista . Academia de Ciencias de Nueva York . págs. 249-264. Código Bibliográfico : 1989NYASA.571..249P . doi : 10.1111 / j.1749-6632.1989.tb50513.x .