Expansão do espaço

Se o espaço está se expandindo entre as galáxias, por que não está também se expandindo entre as estrelas nas galáxias? De fato, por que o Espaço não está se expandindo dentro do nosso Sistema Solar?

O Universo é notavelmente homogêneo, ou seja, o mesmo em todos os lugares, e isotrópico, ou seja, o mesmo em todas as direções (a homogeneidade de RN não implica isotropia e existem modelos cosmológicos de brinquedo que são homogêneos, mas não isotrópicos) e essa é a suposição física subjacente do big bang cosmologia.

Ao modelar o Universo, a simplificação de ser 100% homogêneo e isotrópico é mais frequentemente usada porque, na escala muito maior (isto é, na escala do Universo observável), isso está muito próximo de ser verdadeiro e quaisquer desvios são pequenos o suficiente para serem verdadeiros. eles não afetam a maioria das propriedades que estão sendo estudadas. No universo 100% homogêneo e isotrópico, a expansão ocorre em todos os lugares e em todas as escalas.

No entanto, sabemos que o Universo não é 100% homogêneo e isotrópico, especialmente em menor escala; por exemplo, o centro de uma estrela é um lugar muito diferente do espaço intergaláctico. É uma pergunta justa, então, perguntar, em vista disso, como a expansão se manifesta em escalas menores.

Sabemos que em sistemas gravitacionais, como o nosso grupo local (que inclui Andrômeda), a matéria tem a tendência de se aproximar mais da gravidade do que de se afastar como objetos fazem em um universo em expansão, então parece que o nosso grupo local não está se expandindo. Ainda assim, é muito tentador ver a expansão nessa escala como uma pequena força repulsiva que age contra a gravidade, mas não é forte o suficiente para superar a gravidade. Portanto, nesse sentido, mesmo o grupo local estaria expandindo

No entanto, a visão da expansão agindo como uma pequena força repulsiva em pequena escala não é necessariamente a visão correta. Um contra-exemplo seria o modelo de queijo suíço Einstein-Strauss, onde a expansão ocorre apenas no espaço profundo e não no espaço ao redor das estrelas (modelado como vacúolos). O modelo de Einstein-Strauss, no entanto, não pode ser tomado como a última palavra sobre o assunto, pois a maneira como ele modela as estrelas no espaço não é tão realista.

No geral, então, como a expansão se manifesta em uma escala menor ainda é uma questão em aberto e simplesmente não sabemos quais pequenas correções, se alguma, poderiam fazer na dinâmica de um sistema muito pequeno, como o sistema solar.

Na verdade, o espaço está se expandindo em todos os lugares. É mais perceptível entre as galáxias, pois o espaço entre as galáxias é muito maior que o espaço entre as estrelas e o espaço entre os planetas no sistema solar. Uma expansão de 1% do espaço representa apenas 1,5 milhão de quilômetros entre o Sol e a Terra. Mas a mesma expansão de 1% entre duas galáxias que estão a quatro bilhões de anos-luz de distância significa que elas estão agora a 40 anos-luz de distância. E 40 anos-luz são dez vezes a distância do Sol à estrela Proxima Centaury mais próxima.