نموذج كوني لعالمين وانهيارات جاذبة

a202 نموذج كوني: الانفجار الكبير المزدوج. (ص 2)
VLS: هيكل الكون الكبير جداً.

...كما يظهر من أعمالنا، فإن تطور الكونين معاً ليس متطابقاً. يمتلك الكون الشبح كثافة كتلة أعلى r* ودرجة حرارة أعلى T*. قررنا دراسة عدم الاستقرار الجاذب المشترك في مثل هذا المزيج، حيث نذكر:

• m يجذب m (قانون نيوتن)

• m* يجذب m* (قانون نيوتن)

• m وm* يتنافران معاً (قانون "نيوتن العكسي").

قليل من الكلام عن عدم الاستقرار الجاذب (عدم الاستقرار جينز).

...لنأخذ مجموعة واحدة، مجموعة من الكتل m. هذا الوسط يمتلك كثافة كتلة r. كما يمتلك سرعة حرارية متوسطة Vth.

...لنفترض أننا لدينا في مكان ما منطقة من الفضاء، بحجم مميز f، حيث تكون الكثافة أعلى. انظر الشكل (147).
(147)

...السرعة الحرارية تميل إلى تفكيك هذه التركيزات الكتلية، والزمن المميز للتوزيع المقابل هو:
(148)

...تخيل الآن أن هذه السرعة الحرارية صفر. هذا التجميع يميل إلى الانهيار. يمكن حساب زمن الانهيار المميز:
(149)

...من ناحية أخرى، فإن أي تجميع يميل إلى جذب المادة المحيطة به، ويزيد من حجمه. ستزداد هذه الاضطرابات إذا كان زمن التراكم المميز (زمن الانهيار المميز) أقل من زمن التوزيع:
(150)

...نجد طولًا مميزًا:
(150-a)

يُسمى طول جينز.

...أي تركيز كتلي يتجاوز هذا الطول المميز لجينز سيزداد ويتشكل تجميعات. الأصغر ستنحل.

...عندما يتشكل تجميع من المادة، يسخن، مما يزيد من قوة الضغط الداخلي. في النهاية، يوقف الضغط الداخلي العملية.

...يمكن للشخص أن يعتقد أن عدم الاستقرار الجاذب، وعدم استقرار جينز، يشكلان المجرات، والنجوم، وغيرها. ولكن هذا ليس بهذه البساطة. على سبيل المثال، في النموذج القياسي، عندما t < 500,000 سنة، تكون درجة حرارة المزيج بين المادة والإشعاع أعلى من 3000°م. إذن المادة (75% هيدروجين، 25% هيليوم) تكون متأينة تمامًا.

...الإشعاع، الموجات الكهرومغناطيسية، تمر بسهولة عبر الغازات المتأينة. عندما يدخل رائد الفضاء مرحلة العودة إلى الغلاف الجوي، يحيط بسفنته غاز حار ومتأين تمامًا لمدة دقائق. وبالتالي، لا يمكن إجراء أي اتصال راديو، لأن الموجات الكهرومغناطيسية لا يمكنها المرور عبر الطبقة الغازية المتأينة المحيطة بسفنته.

...الشعة الضوئية هي موجة كهرومغناطيسية. تؤثر على الإلكترونات الحرة، وليس على الإلكترونات المرتبطة. الغاز المتأين يحتوي على الكثير من الإلكترونات الحرة. الغاز المحايد لا يحتوي على أي. لذلك، عندما يكون الكون دافئًا ومتأينًا، فإن الإشعاع والمادة مترابطان بشكل قوي.

...في المادة، درجة الحرارة المطلقة Tm هي قياس لسرعة الحركة الحرارية:
(150-b)

حيث k هو ثابت بولتزمان (k = 1.38 × 10⁻²³).

عندما:

• المادة والإشعاع مترابطان بشكل قوي

• الإشعاع يهيمن (النموذج القياسي t < 500,000 سنة)

ثم:
(150-c)

لكن:
(150-d)

طول جينز يخضع لـ:
(150-e)

...الآخر يتوافق مع متطلبات الحفاظ على الكتلة خلال عملية التوسع R(t). نرى أن طول جينز يتغير مثل R(t). إذًا، كلما كان الكون أصغر سناً، كانت حجم التجميعات التي من المرجح أن تتشكل أصغر.

...عندما t < 500,000 سنة، يمنع الإشعاع تشكيل التجميعات. ولكن فورًا بعد فصله، يمكن للكتل المادية أن تتشكل. دعنا نحسب كتلتها. إنها:
(150-f)

...أي: 100,000 كتلة شمسية (كتلة متوسطة للكوكب الكروي).

...وفقًا لهذا النموذج، فإن الكواكب الكروية تتشكل أولاً، مباشرة بعد الفصل. المجرات، التي تُعتبر مجموعات من هذه الكواكب، تظهر لاحقًا، وهكذا.

...لكن كل هذا يحدث في كون يتوسع بسرعة. لا نعرف كيف نحسبه، ولا كيف نصف عدم الاستقرار الجاذب في كون يتوسع. علاوة على ذلك، لا نعرف كيف نحدد قانون نيوتن في كون يتوسع.

...بالتالي، لدينا عدة نماذج لولادة المجرات. يعتقد البعض أن النجوم تتشكل أولًا، ثم المجرات. والآخرون يعتقدون العكس...

...باستنادًا إلى فكرة الهيكل الهرمي العامة، كان يُعتقد أن إذا كانت المجرات منظمة في مجموعات مجرية (كوما، الفرس)، فبالمقياس الأكبر، يجب أن تنتمي هذه المجموعات إلى مجموعات عظمى. لكن الملاحظات (1977) كشفت عن بنية مختلفة تمامًا. انظر الشكل (151):
(151)

...كانت المجرات موزعة حول فراغات كبيرة (بشكل عام بقطر 100 سنة ضوئية). على مقياس كبير جداً (VLS)، يبدو الكون مثل فقاعات صابون ملحقة. تتوافق مجموعات المجرات مع نقاط التقاء ثلاث "طيات". انظر الشكل (152).

...اليوم لا يزال من الصعب تفسير هذه الهياكل. وفقًا للفكرة الأولية لزيلدوفتش الروسي، قام ميلوت بمحاكاة عددية ثلاثية الأبعاد. لكن الخلايا التي تم الحصول عليها لم تكن مستقرة في الوقت. انقرضت بسرعة، إلا إذا تم استقرار النظام من خلال توزيع اصطناعي للكتلة المظلمة الباردة.

...النموذج المادي المُنفرِض للمادة الشبحية يقدم تفسيرًا بديلاً للظاهرة. انظر مقالتنا:
J.P. Petit, P. Midy وF. Landsheat: علم الفلك المادي-المادة الشبحية. 5: نتائج المحاكاة العددية ثنائية الأبعاد. VLS. حول نموذج محتمل لتشكيل المجرات. الفيزياء الهندسية A، 8، 1998.