أكوان مزدوجة مقابل المادة المظلمة، المادة المظلمة، الطاقة المظلمة والثابت الكوني
- الانكسار الجذبي الناتج عن مادة ذات كتلة سالبة.
...في النسبية العامة الكلاسيكية، الجغرافيا (الثابتة) لزمن-المكان، داخل وحول كرة مملوءة بكتلة ذات كثافة ثابتة، ومحاطة بفراغ، تُصف بMetricين مرتبطين. الأول هو "مترية شوارتسشيلد الداخلية":
مع الشروط:
والثاني هو "مترية شوارتسشيلد الخارجية":
...يتم حساب الانكسار الجذبي الكلاسيكي باستخدام الثاني، حيث m، ثابت تكامل بسيط، يتم اختياره موجبًا. إذًا، مسار الجسيم الكتلي المسطح يتم تحديده بواسطة:
حيث φ هو الزاوية القطبية، وu هو معكوس المسافة الشعاعية r بالنسبة للمركز الهندسي لنظام. تلتزم الفوتونات بـ:
حيث c هي سرعة الضوء، وh وl هما معلمتا المسار. وهذا يعطي الشكل الكلاسيكي في الشكل 10-a حيث يتم تقليل الكتلة المركزية إلى نقطة كتلة بسيطة. الآن، نظرًا إلى (16) و(18). يمكننا تغيير إشارة كثافة الكتلة وRs إلى -Rs. نحصل بذلك على: (16bis)
...يمكن ربط هذه الحلول ووصف الجغرافيا داخل وخارج كرة مملوءة بكتلة سالبة. الأول هو حل معادلة الحقل
الثاني ينبع من S = 0. كما تم تقديمها في المراجع [3] في عام 1995، نحصل على تأثير انكسار سالب. انظر الشكل 10-b
**الشكل. 10-a : تأثير انكسار جذبي إيجابي الشكل. 10-b : تأثير انكسار جذبي سالب **
...لاحظ أننا الآن يمكننا استخدام الحل الداخلي، لأن الفوتونات يمكنها المرور عبر كتلة سالبة، وفقًا لفرضيتنا (مثل النيوترينوات التي تمر عبر الشمس. ولكننا لا نملك تلسكوبات تستخدم النيوترينوات). الآن، نظرًا إلى التأثير على الملاحظات. الأول هو تقليل لمعان المجرات ذات الانزياح الأحمر الكبير، بسبب تأثير الانكسار الجذبي السالب الناتج عن كتل مزدوجة. في الواقع، نجد العديد من المجرات الخافتة على مسافات كبيرة. تفسيرها الكلاسيكي هو أن المجرات الصغيرة تتشكل أولًا، ثم تندمج لتشكل كائنات أثقل. يوفر الانكسار السالب تفسيرًا بديلًا. الآن، دعونا نوضح أن الانكسار السالب، الناتج عن المادة المزدوجة المحيطة، يمكن أن يفسر التأثيرات الملاحظة للانكسار الجذبي القوي حول المجرات وكتل المجرات. أولاً، لاحظ أن توزيعًا متجانسًا للمادة، سواء كانت كثافته إيجابية أو سالبة، لا يولد انكسارًا جذبيًا. فقط التوزيعات غير المتجانسة تفعل ذلك. دعنا نتخيل بشكل تجريدي مجرة مغروسة في نوع معين من الفراغ في توزيع متجانس للمادة المزدوجة. انظر الشكل 11-a.
الشكل. 11 : تجميع تأثيرات الانكسار الإيجابي (الذي يعود إلى الكائن المغلق) والسلبي (الذي يعود إلى المادة المزدوجة المحيطة). تعزيز التأثير الكلي.
...لقد رسمنا تعزيز تأثير الجاذبية الناتج عن المادة المزدوجة المحيطة بكتلة كروية M (مجرة كروية أو كتلة كروية للمجرات). كما هو موضح في القسم 18، المجال الجذبي الناتج عن فراغ كروي في توزيع كتلة سالبة ذات كثافة ثابتة يعادل المجال الناتج عن كرة ذات كثافة ثابتة مملوءة بكتلة إيجابية (الشكل 11-b). في الشكل 11-c، قدمنا مساهمة الكتلة الإيجابية M في تأثير الانكسار الجذبي. التأثير الرئيسي (الشكل 11-c) ناتج عن الفراغ، الذي يركز أشعة الضوء. في الشكل 11-a، نجد التأثيرين مدمجين. في الختام، ملاحظة تأثيرات الانكسار الجذبي القوي بالقرب من المجرات أو كتل المجرات ليست دليلًا نهائيًا على وجود مادة مظلمة غير مرئية ذات كتلة إيجابية. هناك تفسير بديل: يمكن أن يكون الكائن محيطًا بمادة سالبة، والتي تركز أشعة الضوء.
- المادة الغريبة أو الهندسة الغريبة؟
...كما ذكر أعلاه، يعاني الفيزيائيون من صعوبة في قبول فكرة أن كتلة سالبة يمكن أن توجد في كوننا. علاوة على ذلك، لا تقدم النموذج الكلاسيكي القياسي جميع الإجابات. على سبيل المثال، لا أحد يعرف أين ذهبت المادة المضادة الأولية، لذلك نصف الكون مفقود. أصبحت المسألة محرجة إلى حد كبير، لذلك اختار العلماء اليوم ببساطة تجنبها. في عام 1967، اقترح أ. ساخاروف أن "كونًا مزدوجًا" قد تم إنشاؤه خلال الانفجار العظيم المعروف "المفترض"، حيث يمكن عكس سهم الزمن ([33],[34],[35] و[36]). تُدرس فكرة زوج من الكواكب المتفاعلة فقط عبر القوة الجاذبة، انظر مقالًا حديثًا لنيما-أركاني أحمد (قسم الفيزياء بجامعة بركلى)، سافاس دوموبولوس (قسم الفيزياء بجامعة ستانفورد)، وجورجي دفالي (قسم الفيزياء بجامعة نيويورك)، المراجع [43] والمرجع [37] إلى [42]. ...لنفترض أن الكون هو طبقة مزدوجة لعديد من الأبعاد M4.
الشكل.12 : طبقة مزدوجة لعديد.
...نحصل على تطابق نقطة إلى نقطة يربط بين نقطتين "مترابطتين" M و M، يمكن وصفها بنظام إحداثي واحد
يمكننا تعيين طبقة مزدوجة غير متصلة بسهولة هيكلًا مترية (مشابه لحزمة النقطتين لعديد M4). يمكننا تعيين عديد عددًا غير محدود من المترات المختلفة. كل واحدة تحدد فضاءً مترية. العديد الأساسي يوفر تطابقًا نقطة إلى نقطة يربط جميع النقاط في هذه الفضاءات المترية. نحصل على فضائين مترية مترابطين F و F.
هنا، نأخذ مترات ريمانية ذات نفس التوقيع الزائد (+ - - - ). نسميهما g و g . من هذه المترات، يمكننا بناء أنظمة خطوط جيوديسيك، ولكن بما أن F و F منفصلتين، فإن عائلتين من خطوط الجيوديسيك أيضًا منفصلتين. في الختام، إذا كانت هذه المترات تقدم خطوط جيوديسيك خالية، وإذا افترضنا أن الضوء ينتقل عبرها في كلا الطبقتين، فإن أي هيكل في طبقة معينة سيكون غير مرئي هندسيًا من الأخرى. في النسبية العامة الكلاسيكية، نعتبر طبقة واحدة، مرفقة بمعادلة الحقل (معادلة أينشتاين)
ثم، الحلول غير الثابتة، التي تتوافق مع ظروف متجانسة ومتعددة الاتجاهات، توفر نماذج فريدمان. الحلول الثابتة، مع افتراض التماثل الكروي، توفر الحل الداخلي لشوارتسشيلد (16)، من المعادلة
حيث T هو حقل تنسوري ثابت، داخل كرة نصف قطرها ro.
الحل الخارجي لشوارتسشيلد (18) يأتي من S = 0 مع تماثل كروي أيضًا. اختيار معادلة الحقل هو خيار مسبق. إذا كانت حلول المترية مسطحة وليورنتزية بشكل تدريجي، فإن ذلك يضمن صحة النسبية الخاصة في الفراغ. إذا قمنا بتوسيع السلسلة حول مترية لورنتزية، في ظروف ثابتة، يمكن معرفة معادلة الحقل بمعادلة بويسون
بالإضافة إلى ذلك، توفر تقريب نيوتن قانون نيوتن للتفاعل. نماذج فريدمان، التي تتوافق مع حلول معادلة الحقل، توفر انزياحًا أحمر ملاحظًا. محليًا، يتم ملاحظة انحناء أشعة الضوء بالقرب من الشمس بالإضافة إلى تقدم مدار عطارد. ولكن مؤخرًا، بعض التناقضات بين نماذج فريدمان وقياسات ثابت هابل أدت إلى إعادة إدخال ثابت كوني غير صفري، يتوافق مع قوة "جاذبة غامضة للفراغ". ...الآن، عودة إلى هيكل الطبقتين. قدم حقلين تنسوريين T و T اللذين يُفترض أن يصفان محتويات الطبقتين F و F. من خلال المترات g و g، يمكننا تعريف تنسورات هندسية S و S. يمكن ربط الأربعة تنسورات S، S، T، T في نظام من معادلتين مترابطتين لحقل، مستوحاة من معادلة أينشتاين
- التفسير الهندسي الأول لظاهرة المادة المظلمة.
نعتبر المعادلات التالية لحقل مترابط:
...هي في الأساس متطابقة، بحيث g تتطابق مع g : صورة خط جيوديسيك من الطبقة F تصبح خط جيوديسيك من الطبقة F. نحصل على كونين "متوازيين"، يتفاعلان فقط عبر القوة الجاذبة. يمكن أن تتكون المادة المظلمة من ذرات، نيوترينوات، بروتونات، فوتونات، مماثلة لنا، باستثناء أننا لا يمكننا ملاحظة المادة المزدوجة من منظور هندسي. إذا درسنا التقريب النيوتوني، نحصل على معادلة بويسون التالية:
...في هذا النموذج:
- المادة تجذب المادة
- المادة المزدوجة تجذب المادة المزدوجة
- المادة والمواد المزدوجة تجذب بعضها البعض.
...لكن هذا لا يحل جميع البيانات الملاحظية: حتى لو كانت بعض المادة المظلمة التي لا يمكن رؤيتها هندسياً موجودة في الجزء المجاور من كوننا، بالقرب من عقدة أبيل 1942، فإن هذا لا يفسر لماذا لا تجذب هذه الحقل الجذبي الكواكب والغازات الخاصة بنا، الموجودة في طبقة كوننا. نحن نتعامل مع مجموعة المعادلات التالية (المصدر [3] و[4]) :
10)** التفسير الهندسي الثاني لظاهرة المادة المظلمة. **
...اعتبر النظام التالي من المعادلات الميدانية المترابطة :
لاحظ أن هذا لا يعني بالتأكيد g = - g. تدعم التقريب النيوتنية الافتراضات في القسم 3. نحصل على المعادلة التالية لبوسون :
...نفضل اعتبار أن الكون المزدوج، والطية المزدوجة، مملوءة بمادة ذات كتلة إيجابية بطبعها، وأن الإشارة السالبة في معادلة الميدان تعطيها مظهر كتلة سالبة لمشاهد يقع في طبيعتنا. ثم يمكننا تسميتها "كتلة ظاهرية". تجعل التماثل في النظام (29) زائد (30) تعريف الطاقة الإيجابية والسلبية عشوائية تمامًا. ماذا عن الفحص المحلي الكلاسيكي لـ RG؟ في هذا النموذج الجديد:
- المادة تجذب المادة، من خلال قانون نيوتن.
- المادة المزدوجة تجذب المادة المزدوجة من خلال قانون نيوتن.
- المادة والمادة المزدوجة تتنافران من خلال "قانون نيوتن العكسي".
...النظام الشمسي هو جزء كثيف جداً من الكون. في الجزء المجاور من الطية المزدوجة، تُدفع المادة المزدوجة بعيداً. ثم النظام قريب جداً من :
...المعادلة الأولى تتطابق مع معادلة أينشتاين، لذلك تتناسب جميع التحقق الكلاسيكي. ماذا عن الجرافيتونات؟ ما المسار الذي تتبعه؟ الإجابة تتكون من حجتين:
-
معادلات الميدان توفر وصفاً كلياً للكون، والتي تتجاهل وجود الجسيمات وتقدم فقط أنظمة المسارات الجيوديسية.
-
من ناحية أخرى: ما هو الجرافيتون؟
لاحظ أن مؤخراً [49]، تم التعرف على تسارع طويل المدى (سالب) غير طبيعي لمركبات الفضاء بايونير 10 وبايونير 11، في مسافة بعيدة عن الشمس (40-60 وحدة فلكية). تم التعرف على تسارع غير موديل، موجه إلى الشمس، (8.09 ± 0.20) × 10-8 سم/ث2 لبايونير 10 و(8.56 ± 0.15) × 10-8 سم/ث2 لبايونير 11، ووصفته كقوة "جاذبة غير مفهومة". بشكل مشابه، تم العثور على تسارع غير موديل نحو الشمس لمركبة أوريسس (12 ± 3) × 10-8 سم/ث2. انظر المناقشة الكاملة في هذا المقال المثير للاهتمام. يقول المؤلفون: "النموذج واضح: هل هو مادة مظلمة أو تعديل لجاذبية". كما أشار، إذا تم استخدام المادة المظلمة كتفسير، فهذا سيتوافق مع كمية مادة مظلمة تزيد عن 3 × 10-4 كتلة شمسية، والتي ستكون في تعارض مع دقة المدار. نموذج نيوترينو ثلاثي الأبعاد لم يحل المشكلة أيضًا [50]. الآخرون يحاولون تعديل قانون نيوتن، بإضافة قوة يوكاوا [51]. ولكن "التسارع غير العادي كبير جداً ليمر دون اكتشاف في مدار الكواكب، وخاصة الأرض والمريخ". ثم يركزون على بيانات المركبات الفضائية فايكنغ وينتهون بقولهم: "لكن خطأ كبير سيؤدي إلى عدم اتساق مع المدار الكوكبي العام. إذا كان التسارع الشعاعي غير الموديل المؤثر على المركبات الدوارة جاذبي في الأصل، فهو ليس عالميًا. أي أنه يجب أن يؤثر على الأجسام في نطاق 1000 كجم أكثر من الأجسام الكوكبية بعامل 100 أو أكثر ( )، وهو انتهاك غريب لمبدأ المساواة". تفسير بديل لهذا الظاهرة المربكة سيكون تأثير توزيع مادة مزدوجة ضعيفة متنافرة بين النجوم، داخل المجرات، والتي ستكون، كما في حالة البنية الحلزونية، حاجزًا ضعيفًا محتملاً. يجب دراسته.
11)** سؤال قوة الدفع الفراغ. إجابة بديلة. **
...عندما ننظر إلى المعادلة (29) نرى أن T يعمل كـ "ثابت كوني". يمثل "قوة الدفع للكون المزدوج"، والتي يمكن أن تلعب دوراً في الحلول المترابطة غير المستقرة. افتراضات التجانس والاتجاه تمنح القياسات الريمانية الشكل المعروف لروبرتسون-وكر، كما يلي :
...المسافات الشعاعية بين النقاط المترابطة (نفس u، ومسافة شعاعية غير بعدية، بالنسبة لنقطة عشوائية) ليست متساوية تلقائياً :
r = R u .......................r = R u
تبقى اختيار الإحداثيات حر، في كل طية، حيث يمكننا تحديد أوقات كونية مختلفة :
. t ...و ... t
R = cT R R = c T R
...نضع معادلات الميدان في أشكالها غير بعدية، باستخدام :
بمجرد ذلك، هذه التانسورات، مكتوبة في أشكالها غير بعدية :
في النهاية، نحصل على أربع معادلات تفاضلية من الدرجة الثانية المترابطة (بدلاً من معادلتين، في المقاربة الكلاسيكية). :
...نحتاج إلى فرضية إضافية. افترض أن الكونين لهما "حياة متوازية" خلال فترة الإشعاع، أي :
الذي يفرض مؤشرات انحناء سالبة (k = k = -1). بعد الفصل نتجاهل مصطلحات الضغط (كونات الغبار) :
من ذلك نحصل فوراً على :
بإدخال حفظ الكتلة في كلا الطبقتين :
يصبح النظام :
...لاحظ أن R = R يعطي R" = R" = 0. من ناحية أخرى، إذا كان الكونان "مترابطين بالكامل"، أي R/R = ثابت، فإن هذه الحل الخاص سيتوافق مع نماذج فريدمان، مع "تطورات متوازية". ولكننا نعتبر أنهم مترابطون من خلال حقل الجاذبية، من خلال (54-a) و(54-b)، مما يظهر أن التوسع الخطي غير مستقر. إذا، على سبيل المثال، إذا كانت R > R فإن R" > 0 و R" < 0. يمكن حل النظام عددياً. الحل النموذجي يتوافق مع الشكل 13. تم اختيار القيم العددية بحيث تتوافق مع الشروط الأولية لمحاكاة VLS. سيُبرهن على قانون التطور، لفترة الإشعاع، في القسم 15.
الشكل.13 : تطور معايير المقياس للكون والكون المزدوج.
...نرى أن هذا النظام للكونين المتفاعلين من خلال قوة الجاذبية غير مستقر. إذا ازداد كون واحد بسرعة، دفعه كونه المزدوج، فإن الآخر يتباطأ. تسارع كوننا الملاحظ يُعزى إذن إلى "قوة الدفع لكونه المزدوج". تختلف سيرتا التاريخ. تاريخنا أكثر برودة وندرة. الكون المزدوج أكثر دفءًا وكثافة. هذا يبرر الافتراض في القسم 2، الذي يحدد VLS. ...ما يمكن أن يكون تطور كوننا المزدوج؟ كما رأينا، فهو مملوء بكتل كبيرة من المادة المزدوجة التي تشبه نجومًا أولية كبيرة، ووقت تبريدها أطول بكثير من عمر الكون. لا تحدث الاندماجات في الكون المزدوج. نعتقد أنه بعد التكوين الأولي للعناصر، يبقى مملوءًا بالهيدروجين والهليوم. لا يمكن أن توجد ظاهرة الحياة في الكون المزدوج.
- قانون نيوتن ومعادلة بوسون.
في النسبية العامة الكلاسيكية، يمكن استنتاج قانون نيوتن ومعادلة بوسون من معادلات الميدان أينشتاين، مع مراعاة حالة مستقرة تقريباً وحل مترابط تقريباً. هنا، لدينا مترابطين مُعَرَّضَين للتشويه، مكتوبين في إحداثيات غير بعدية h(time)، z a (المكان)
بتوسيع معادلتين الميدان إلى سلسلة، واعتبار كون متجانس تقريباً، نحصل على
أدخل محتملاً جاذبياً غير بعدية :
حدد مشتقًا غير بعدية للاكلاسيس :
نحصل على معادلة بوسون غير بعدية :
طريقة التعرف الكلاسيكية تعطي قانون نيوتن. في الطية F :
في الطية F :
يؤثر المحتمل الجاذبي بشكل مختلف على جسيم (m = +1). يعتمد على الطية التي ينتمي إليها. بشكل عام، جسيم (m= +1) موجود في الطية F يعطي المساهمة التالية في المحتمل الجاذبي (غير بعدية).
كما نرى، يحدد نظام معادلات الميدان المترابطة ديناميكية النظام بشكل كامل، وهو ما يتوافق مع التقريب النيوتنية، كما تم تقديمه كافتراض في البداية من المقال. في النموذج، قد تكون سرعة الضوء c و c مختلفة (و نعتقد أنها كذلك). باستخدام الكميات المادية المقدمة في القسم 11، يمكننا العودة إلى القوانين المادية، كما يلي :
يصبح قانون نيوتن، المعبر عنه في الطياتتين، :
يمكن التعبير عن معادلة بوسون بشكل متساوٍ في الطياتتين
- انحناءات متجهة.
ما هو المعنى الهندسي لنظام (29) زائد (30)؟ انحناءات المتجهات R و R معاكسان. يمكننا تقديم صورة تعليمية لهذا الإطار الهندسي الجديد. أولاً، تذكّر أن البنية تتوافق مع طبقة مزدوجة لمنطقة. نحصل على طبقتين منفصلتين، مع قياسات مترابطة g و g. إنها ليست مستقلة، لأنها حلول لمعادلات الميدان. تنتج أنظمة جيوديسية خاصة بها، والصورة، في الطية F، لجيوديسية من الطية F ليست جيوديسية من الطية المزدوجة F. يسير الضوء على جيوديسيات محايدة في كلا الطيات، ولكن لا توجد جيوديسية محايدة تربط بينهما، لذلك تكون بنية طية واحدة مرئية هندسياً لمشاهد موجود في الأخرى. افترض الآن أن كتلة موجودة في الطية F، بينما الجزء المجاور من الطية F فارغ. النظام المعادلات الميدانية المقابلة سيكون :
افترض أن توزيع الكتلة يتوافق مع كرة بحجم ro، مملوءة بمواد كثافة ثابتة، ومحاطة بالفراغ. ثم الجغرافيا، في الطية F، تُفترض أن تكون حالة مستقرة، وتوافق حلول شوارتسشيلد المترابطة (الداخلي والخارجي). إنها حلول للمعادلة (68). في الطية F نحصل على "جغرافيا مترابطة"، مع انحناء متجه معاكس R = - R. خارج الكرة (وخارج الفضاء المجاور المقابل في الطية F) R = R = 0. داخل الانحناءات المتجهة ثابتة. النموذج التعليمي يتوافق مع "كوبية موجبة" مُعَرَّضَة، مصاحبة لـ "كوبية سالبة" مُعَرَّضَة، كما هو موضح في الشكل 15. في "كوبية موجبة" مُعَرَّضَة، الجزء المركزي هو جزء من كرة.
الشكل.14 : كتلة موجودة في الطية F. الانحناء السلبي الناتج في الطية F
في "كوبية سالبة" مُعَرَّضَة، المنطقة المرتبطة تتوافق، في هذه الصورة التعليمية ثنائية الأبعاد، مع سرج حصان. أسفله، مستوى يوضح كيف يدرك مشاهد موجود في الطية F هذا. يمكنه ملاحظة الكتلة M (قرص رمادي) ومسار كتلة تتحرك في طيته، "مُجذبة من هذه الكتلة"، هذا المسار، في هذا التمثيل الإقليدي، يتوافق مع مشروع جيوديسية "كوبية موجبة" المُعَرَّضَة. لا يمكن للمشاهد رؤية مسار جسيم من "مادة مزدوجة"، يتحرك في الطية المزدوجة F ومرددة من الكتلة.
الآن، افترض أن الكتلة موجودة في الطية F، في الفضاء المزدوج. تتحول الأوضاع. انظر الشكل 15. وفقاً لهذه الصورة التعليمية ثنائية الأبعاد، الطية F مُشكَّلة كـ "كوبية سالبة" مُعَرَّضَة، بينما الطية F تبدو كـ "كوبية موجبة" مُعَرَّضَة. الجغرافيا لـ F، بالقرب من مركز النظام، تشبه محيط كتلة مزدوجة موجودة في مركز "خلية" في VLS. يمكن للضوء المرور من خلالها في طيته، لكنه يتشتت. كما أُشير في القسم 3 والشكل 7، يشير ذلك إلى أن أقطار الكتل لا يمكن أن تكون أكبر من قيمة معينة، يجب حسابها، لتناسب الملاحظات المتاحة. أسفل: تمثيلين مسطحين يوضحان التمثيلات الإقليدية (كيف يمكن لمشاهد أن يدرك الظاهرة، عندما يكون في الطية F أو في الطية F).
الشكل.15 : **كتلة من "مادة مزدوجة" موجودة في الطية F، بينما الطية F فارغة.
تنتج انحناء سلبي (مُستحث) في F. ** ---
****ملخص المقال
