Как расширяющаяся Вселенная и энергия вакуума постоянной плотности не нарушают закон сохранения энергии? [дубликат]

Согласно названию. Я, наверное, слишком наивно мыслю в классическом ключе, но интуитивно мне кажется, что:

  1. наличие вакуумной энергии фиксированной плотности во всем пространстве и,
  2. расширяющаяся вселенная

означало бы, что во Вселенную постоянно добавляется все больше и больше энергии.

Я предполагаю, что мы еще не отказались от энергосбережения, так в чем подвох?

Также см. physics.stackexchange.com/a/10402/123208 и physics.stackexchange.com/q/405608/123208 и ссылки в них. TL;DR: ОТО не имеет глобального закона сохранения энергии, или даже невозможно определить глобальную энергию для всей вселенной. Но локальное сохранение энергии все еще в порядке.

Ответы (1)

Сохранение энергии эквивалентно частной производной Лагранжиана по времени, равной 0 . В пространстве-времени FLRW это не удается. (На самом деле полная энергия даже не всегда четко определена в общей теории относительности.)

В то время как обычное вещество имеет плотность, пропорциональную а 3 во вселенной масштабного фактора а , темная энергия далеко не единственный компонент Вселенной, который не работает таким образом, что приводит к зависящему от объема вкладу в общую массу-энергию. Радиация имеет а 4 плотность, поэтому на самом деле уменьшается с течением времени. Вот почему эра, в которой доминировала радиация, предшествовала эре, в которой доминировала материя.