Det finns ingen anti-gravitations-engine - gravitation är en egenskap av massa

Om massa o energi är samma sak, vart tar gravitationskraften vägen när man pratar om energi? När man omvandlat massan till energi. Massa orsakar ju gravitation. Är det månne energin som är gravitationskraften man släpper lös? Nä, det är det väl inte...?

En viss massa m ÄR samma som energin E=mc², med samma gravitation osv. Enligt kvantfältteori är all massa energi, dels pga växelverkan med Higgsfältet, men detta är bara någon procent, och dels pga bindningsenergi mellan kvarkarna, vilket är den största andelen.

Enligt den allmänna relativitetsteorin är det faktiskt inte massa (mätt i kg) som är källtermen till gravitation, utan energitäthet och tryck (som båda faktiskt mäts i samma enhet enligt en enkel dimensionsanalys:
[energitäthet] = J/m³ = Nm/m³ = N/m² = [tryck])
via den s k energimomentumtensorn. Närmare bestämt har vi (lite förenklat) att
källtermen = energitäthet + 3×tryck
(där faktorn 3 kommer från antalet rumsdimensioner...).

Och pga detta FINNS det en sorts antigravitation, om trycket är tillräckligt stort och negativt. För t ex mörk energi är
trycket = - energitätheten,
varför
källtermen = energitäthet + 3×tryck
blir negativ. Och eftersom det finns mycket mer mörk energi än all annan sorts energi (dvs materia), dominerar detta över annan sorts materias positiva gravitation, och därför accelererar universums expansion istället för att bromsa in.

Hur rimmar det med teorin att universum skall återgå till tiden före / innan big bang och krympa till en ärtas storlek?

Menar du Penroses CCC?

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Conf...clic_cosmology

Den är lite lurig och ffa väldigt ointuitiv. Det han konstaterar där är att universums "sluttillstånd" om VÄLDIGT lång tid (10¹⁰⁰ år eller mer), kommer att vara väldigt likt universums "starttillstånd" direkt efter Big Bang. Men asså HUR DÅ?

1. Enligt s k storförenade partikelfysikteorier, GUT, som iofs inte är bevisade men inte heller motbevisade, men som väldigt många fysiker ändå tror på...
... så kommer all materia (och även alla svarta hål pga Hawkingstrålning) att sönderfalls till masslösa partiklar som t ex fotoner.
Detta kommer då också vara EXTREMT kallt och med EXTREMT låg densitet.

2. Enligt samma sorts partikelteori var universum fyllt av just masslösa partiklar direkt efter Big Bang när temperaturen var EXTREMT hög och densiteten EXTREMT hög. (Vanliga partiklar med massa kom till när universum svalnade, genom sådant som "spontana symmetribrott")

3. EXTREMT låg temperatur och densitet med masslösa partiklar
= EXTREMT hög temperatur och densitet med masslösa partiklar
-- efter en s k konform transformation. Så alltså kan det extremt kalla universum om oändligt lång tid vara startpunkt för ännu en extremt het Big Bang.

Makes sense? Jo, faktiskt. En nyckelfråga här är vad vi öht ens menar med "stor" resp "liten", och då visar en närmare analys att detta definieras av just (vilo-) massa. Med enbart masslösa partiklar finns det ingen "linjal" att jämföra med. Fysiken för fotoner och EM-fält är redan oberoende av skala, dvs "conformally invariant", så jodå, man kan nog faktiskt visst skarva ihop universums sluttillstånd med ett nytt universums starttillstånd på detta sätt. Detaljerna är dock inte helt klara.

Penrose menar också att stora svarta hål i det tidigare universumet skulle kunna ge vissa observerbara effekter i det senares kosmiska bakgrundsstrålning, så om det är sant så är det ju en testbar teori.

---
Bekännelse: nej, jag är inte jätteförtjust i idén.

Kan tilläggas att det inte är något konstigt i sig med konforma avbildningar som används i CCC. Konforma avbildningar är sådana som bevarar vinklar, och används t ex för att göra platta kartor över den runda jordytan.

Men samma sorts trick kan användas för att rita upp hela den oändliga rumtiden enligt någon kosmologisk lösning på ett ändligt stort papper. Konforma avbildningar av rumtider bevarar då både vinklar och relativa hastigheter, ffa ljushastigheten, som i ett konformt rumtidsdiagram alltid representeras av linjer som lutar 45°.

Det speciella med CCC är just identifikationen mellan universums starttillstånd och sluttillstånd.

Topicrelevans: Universums accelererande expansion pga den mörka energins antigravitation är en förutsättning för att CCC skulle kunna fungera.

Lästips:

I den populärvetenskapliga boken Black Holes av Cox och Forshaw används konforma avbildningar för svarta hål.

Penroses bok om CCC vill jag nästan varna för, den är iaf väldigt krävande för att vara "populärvetenskap". Men helt ok för dem som gillar hans också rätt krävande bok Road to Reality.