Dunkle Energie und die kosmologische Konstante werden oft identifiziert, aber Peebles und Ratra erklären das
„ Einstein betrachtete die kosmologische Konstante nicht als Teil des Stress-Energie-Terms … eine neue Naturkonstante, , erscheint in der Addition zu Einsteins ursprünglicher Feldgleichung. Man kann Einsteins neuen Term genauso gut auf die rechte Seite der Gleichung setzen und [...] als Teil des Quellterms im Spannungs-Energie-Tensor zählen. Interessant wird die Unterscheidung, wenn an der Dynamik teilnimmt, und die Feldgleichung richtig mit geschrieben wird , oder seine Verallgemeinerung, als Teil des Stress-Energie-Tensors. "
Mit anderen Worten, Einstein behandelt Begriff als eine Modifikation von GR mit einer "neuen Naturkonstante", während dunkle Energie sich möglicherweise auf andere Weise manifestieren kann. Später schreiben sie über dunkle Energie:
" Die Idee, dass das Universum nahezu homogene dunkle Energie enthält, die sich einer zeitvariablen kosmologischen "Konstante" annähert, entstand in der Teilchenphysik, ... in der Kosmologie ... und auf beiden Seiten durch den Gedanken, dass könnte jetzt sehr klein sein, weil es schon seit sehr langer Zeit auf Null zurollt. Die Vorstellung, dass die dunkle Energie durch Emission von Materie oder Strahlung zerfällt, wird nun stark durch die Bedingung eingeschränkt, dass die Zerfallsenergie das Spektrum der kosmischen 3K-Mikrowellen-Hintergrundstrahlung nicht wesentlich stören darf. "
Wenn ich das richtig verstehe, kam die Idee eines dynamischen Effekts daher, dass ich das vermutete kann zeitabhängig sein, aber bisher wurde das nicht festgestellt. Und da "man Einsteins neuen Term gleich gut auf beide Seiten der Gleichung setzen kann", sind beide Interpretationen mathematisch gleichwertig. Dennoch scheint die dynamische Interpretation überwiegend bevorzugt zu werden.
Gibt es empirische Gründe für die Vermutung dunkler Energie, vielleicht eine räumliche Ungleichmäßigkeit der Ausdehnung? Wenn nicht, was sind die theoretischen Gründe dafür, sie der kosmologischen Konstante des modifizierten GR vorzuziehen?
Eine kosmologische Konstante sollte als Spezialfall dunkler Energie betrachtet werden. Der effektive Spannungs-Energie-Tensor für eine kosmologische Konstante ist proportional zur Metrik , also in einem lokalen Trägheitssystem proportional sein . Dies entspricht einer perfekten Flüssigkeit mit Energiedichte und Druck, die sich direkt gegenüberstehen, aber noch wichtiger ist, dass es die einzig mögliche Form für die Spannungsenergie ist, die in allen lokalen Trägheitsrahmen genau die gleiche Energiedichte und den gleichen Druck ergeben würde.
Wenn wir unter „dunkler Energie“ alle Beiträge zur Stressenergie in der oben genannten Form verstehen, dann gibt es keinen Grund dafür, dass dies konstant ist, und viele Gründe, warum dies nicht der Fall sein könnte, da dies nicht der Fall ist außergewöhnlich in der Grundlagenphysik. Beispielsweise könnte es ein falsches Vakuum mit verschiedenen unterschiedlichen Energiedichten geben, und sie müssen über Inertialsysteme hinweg unveränderlich sein.
Insbesondere berücksichtigt die Grundidee der Inflation ein flaches FRW-Universum mit Expansion, die von einem Skalarfeld angetrieben wird an einem lokalen Extremum seines Potenzials, , was eine exponentielle Expansion mit konstanter Energiedichte ergibt . Verfeinerte Modelle, wie z. B. Slow-Roll-Inflation , könnten daher direkt als zeitvariable dunkle Energiedichte interpretiert werden, während ewige Inflation auch räumliche Variabilität beinhalten würde. Daneben gibt es noch viele andere inflationäre Modelle.
Eine interpretatorische Kehrseite könnte man immer haben das entspricht der Energiedichte des wahren Vakuums, und der Rest als separate Beiträge obendrein. Es ist in einem kosmologischen Kontext einfach nicht so nützlich, verglichen mit der Gruppierung aller „dunklen Energien“ zusammen, da alle Stress-Energien gleichermaßen angezogen werden.
Konifold