Теоретически расширение Вселенной могло повлиять на ускорение под действием силы тяжести?

Прямо сейчас расширение пространства наблюдается только в масштабах, подобных масштабам галактик и всей Вселенной. Мы говорим это с причудливым термином глобально . Расширение пространства внутри галактик не происходит, по крайней мере пока.

Как справедливо заметил в комментариях Пела, на данный момент гравитация галактик, звезд и т. д. достаточно сильна, чтобы преодолеть расширение Вселенной. Но, как говорит нам Общая теория относительности, гравитация локальна , то есть она влияет только на объекты, которые находятся значительно ближе. Итак, масштабная экспансия продолжается. (Я не эксперт, но я думаю, что причина того, что расширение не происходит внутри галактик из меньших систем, заключается в том, что материя и энергия более плотные, что разрешается более сильными гравитационными полями).

Предполагается, что Вселенная может закончиться большим разрывом: это означает, что расширение в конечном итоге начнет влиять на галактики. Галактики, звездные системы, планеты и, в конце концов, атомы будут разорваны на части из-за расширения космоса. Когда и если это произойдет, не только гравитация, но даже электромагнетизм или сильное взаимодействие не смогут преодолеть мощное расширение.

Но эта ситуация весьма гипотетична и, возможно, ее даже не будет. Так что пока ответ отрицательный: расширение Вселенной не могло повлиять на гравитационное ускорение.

Мои два цента:

Насколько пространство «растягивается» между двумя гипотетическими телами, которые вы изображаете, измеряется красным смещением гипотетического фотона, путешествующего между этими двумя телами. На данный момент темная энергия не доминирует в масштабах, где имеет смысл то, что мы называем «ускорением за счет гравитации», и единственное красное смещение, которому подвергается фотон, происходит из-за классических эффектов СТО/ОТО.

Чтобы увидеть эффекты темной энергии (по крайней мере, прямо сейчас), нужно находиться на шкале, где отдельные объекты неразличимы, а то, что мы видим, является просто однородной «космологической жидкостью». В этот момент, поскольку невозможно отличить один объект от другого, не существует понятия ускорения под действием силы тяжести. Итак, в малых масштабах ответ — нет.

Однако можно было бы поставить вопрос и иначе: играет ли роль гравитация в космологической жидкости? И если это так, существует ли режим, при котором гравитация (от коллапса локальных структур) подобна «силе» расширения от расширяющейся Вселенной? В этом случае ответ положительный для обоих. Посмотрите, например, это обсуждение

Когда мы думали, что космологическая постоянная равна нулю, решение для движения объекта вблизи галактики было ньютоновским. То есть там, где плотности низкие, пространство-время искривляется под действием гравитации таким образом, что ньютоновские орбиты становятся правильными (хотя пространство уже может быть не совсем евклидовым, т. е. плоским). Нужно было беспокоиться только об эффектах ОТО вблизи ЧД или другого компактного объекта. Теперь, когда космологическая постоянная не равна нулю, этот член необходимо учитывать. Он действует как давление (или отрицательная плотность), уменьшающее внутреннее ускорение между двумя массами. Однако его эффекты относительно важны только в очень больших масштабах, когда локальная плотность массы падает ниже критической плотности. Как оказалось, космологическая постоянная находится на нужном уровне, чтобы Вселенная оставалась почти полностью плоской, т.е.

Как сюда входит расширение пространства? Что ж, после того как вы решите уравнения Фридмана для космологических орбит, вы сможете посмотреть на увеличенные расстояния между галактиками и сказать, что пространство должно было быть создано заново. Пространство не является силой и не имеет силы.