عوالم مزدوجة كونيات مزدوجة

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • يُقدّم نموذج فرانسواز كوم بشرح لמבנה المجرات الحلزونية من خلال التفاعل مع بيئة مكوّنة من 'مادة شبحية'.
  • تم إجراء محاكاة ثنائية الأبعاد لدراسة تكوّن الأذرع الحلزونية، لكن هناك حاجة إلى تحقق ثلاثي الأبعاد.
  • يقترح النموذج أن الثوابت الفيزيائية تعتمد على كثافة الطاقة، مما يقدّم بديلًا لنظرية التضخم.

أكوان مزدوجة كونيات جماعية

8

نظرية بديلة لبناء الهيكل الحلزوني.

...يقدم هذا النموذج رؤية جديدة للهيكل الحلزوني، مُنسبًا تكوينه إلى التفاعل بين المجرة وبيئتها من مادة شبحية. تعتمد نظرية فرانسواز كومب على تفاعل بين نوعين من السكان: مادة المجرة وكتلة هيدروجين بارد غير مرئية وذات أصل غير محدد. من المهم الإشارة إلى أن نموذج تفاعل مكون من نوعين من السكان قد تم اقتراحه سابقًا في عام 1986 في روايتي الرسوم المتحركة "ألف بليون شمس"، دار النشر بيلين.

...أجرينا تجارب من خلال محاكاة ثنائية الأبعاد. انظر: جيه بي بيت وف لاندشيت: مادة شبحية ومادة كونية في الفيزياء الفلكية. 6: الهيكل الحلزوني. [ على هذا الموقع: الفيزياء الهندسية أ، 9، 1998.]

...لا داعي لتكثير الصور. إذا أمكن، سنقوم بإدراج التمثيل المتحرك، الذي يُثير التخيل، الذي يُظهر ولادة مجرة ذات شريط. لدينا نوعان من الأوضاع. أولاً، احتكاك ديناميكي مع تباطؤ كبير للمجرة. يتشكل الشريط بسرعة، تمامًا كما تتشكل الأذرع الحلزونية. ثم يصبح التباطؤ غير ذي أهمية. يظل النظام مستمرًا لعدد كبير من الدورات، ويعود سبب استمراريته إلى تأثير المد والجزر. انظر التسلسل التالي للأشكال، في المقال المذكور. بطبيعة الحال، يجب تلقي هذه النتائج بحذر، لأنها نتائج ثنائية الأبعاد فقط. لكن وسائل الحوسبة لدينا لا تسمح لنا بإجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد. إذا تقدمت فرقة لاستلام المهمة، فنحن على استعداد تام لتقديم كل التوجيهات التقنية الضرورية.

...في المحاكاة "الكلاسيكية"، المشكلة تكمن في ضمان بقاء الأذرع الحلزونية. في كل الأحوال، يتوافق هذا الظاهرة مع تبديد الطاقة. وبالتالي، تكتسب عناصر المجرة، أي "النجوم"، سرعة كبيرة، مما يؤدي إلى اختفاء الهيكل الحلزوني، والذي ينبغي أن يُعاد تشكيله من خلال إدخال جديد للغاز البارد، على سبيل المثال.

...في نموذجنا، يبدو أن البيئة المحيطة بالمادة الشبحية تعمل كـ"حاجز جهد" ويمنع هذه الأجسام من الهروب. وبالتالي، تحتفظ المجرة بأذرعها الحلزونية لعدد كبير من الدورات. لكن هذا يتطلب تأكيدًا ثلاثي الأبعاد.

...كما أُشير سابقًا، لدينا الآن شريكان جديدين يعملان على هذه القضايا المتعلقة بالمحاكاة، ونأمل كثيرًا من هذه الأعمال الجديدة (السلسلة التي تُظهر ولادة الأذرع الحلزونية في مجرة تعود إلى عام 1994...). قوة الحوسبة التي توفرها الأجهزة الحديثة، التي أصبحت متاحة للمواطنين العاديين، تسمح لنا "باللعب في ملعب الكبار" باستخدام مجرد جهاز كمبيوتر صغير. يمكننا حتى إدارة عدد كافٍ من "الكتل النقطية" بهذه الأنظمة بحيث نتمكن في وقت قصير من تمثيل المجرات كما هي في الواقع، أي من خلال نوعين من السكان، مختلفين جدًا من جوانب متعددة:

  • "السكان I"، أو سكان الغلاف، المكوّن من نجوم قديمة (ومجموعات كوكبية)، ومساراتها تبتعد بشكل ملحوظ عن المستوى الاستوائي.

  • "السكان II"، أو سكان القرص، الذي يضم ديناميكيًا النجوم الشابة وكتلًا من الغاز بكميات مختلفة. يقع هذا المجموعة الثانية من الكتل بالقرب جدًا من المستوى الاستوائي للمجرة. إنها في هذا السكان أن تتشكل البنية الحلزونية، بوصفها "موجة كثافة". إنها ظاهرة غير خطية للغاية، يمكن مقارنتها حتى بـ"موجة صدمة".

...أما من ناحية أخرى، فإن الظاهرة الحلزونية تؤثر بشكل محدود على السكان I، رغم أنهم يشكلون 90٪ من كتلة المجرة. سيكون من المثير جدًا أخيرًا أن نتمكن من الاقتراب أكثر من الواقع الفلكي من خلال تمثيل المجرة ليس باستخدام نوع واحد من الكتل النقطية، بل باستخدام نوعين.

المرحلة الإشعاعية.

هنا، نعود إلى الجوانب الكونية للنموذج. كما أُشير سابقًا، فإن الحلول التي تبدأ من تغير خطي (حيث R و R* في جوار t = 0، تزداد تناسبًا مع الزمن) تُشكل مشكلة. كانت هذه التوسعات لبُعد كبير جدًا لضمان تجميد التكوين النووي الأولي. لذلك، اضطررنا إلى ربط هذا النموذج بأعمال سابقة، تعود إلى 1988-1989، مُضافة إلى الموقع:

جيه بي بيت، مود. فيز. ليت. أ3 (1988) 1527
جيه بي بيت، مود. فيز. ليت. أ3 (1988) 1733
جيه بي بيت، مود. فيز. ليت. أ4 (1989) 2201
وإلى:
جيه بي بيت: كونيات الأكوان المزدوجة: علم الفلك والعلوم الفلكية 226: 273-307، 1995 و [انظر على الموقع: الفيزياء الهندسية أ، 2.]

...الفكرة هنا هي افتراض أن ثوابت الفيزياء تعتمد على كثافة الطاقة. في الأبحاث السابقة، أظهرنا أن التغيرات المتزامنة في ثوابت الفيزياء يمكن تصورها، مع الحفاظ على ثبات جميع معادلات الفيزياء (معادلة الحقل، شرودنغر، ماكسويل، إلخ...). نقترح أن يمكن تطبيق مثل هذا النموذج على المرحلة الإشعاعية، عندما تكون الطاقة-المادة موجودة بشكل رئيسي على شكل إشعاع.

...عندما نعود إلى الماضي، تزداد كثافة الطاقة-المادة. وعندما تصبح rr >> rm (عندما تكون كثافة الطاقة-المادة على شكل إشعاع كبيرة مقارنة بكثافة المادة)، نصل إلى قوانين:

...حيث G هي ثابت الجاذبية، m هي الكتلة، h هي ثابت بلانك، c هي سرعة الضوء، وe هي الشحنة الكهربائية. نأخذ هذه الكميات متساوية في كلا الورقتين (دون تبرير هذا الاختيار).

...قبل أن نصف هذا النموذج بشكل أدق، دعونا نقدم تبريره. لقد رأينا سابقًا أن التجانس المذهل للكون المبكر، المُعبّر عنه بوجود الخلفية الإشعاعية عند 2.7 درجة كلفن، كان من الصعب تفسيره في السياق القياسي. لذلك، اضطررنا إلى إضافة نموذج جديد إلى النظرية القديمة لانفجار العظيم: التضخم. بالنسبة للفرنسيين، هذا المصطلح مترجم بشكل سيء جدًا. يأتي من الفعل الإنجليزي "to inflate"، الذي يعني "يتمدد". وبالتالي، يُضطرنا ذلك، بثمن فرضيات ثقيلة، إلى افتراض أن الكون قد خضع لتوسع هائل في بداياته. وبذلك يمكن تبرير تجانسه. لكن من المهم ملاحظة أن هذه هي المبرر الملاحظ الوحيد للنموذج الذي طرحه ليند، لنظرية التضخم. والتكلفة التي يجب دفعها تبقى عالية نسبيًا.

...هنا نفكر في احتمال أن تتأثر ثوابت الفيزياء بكمية كثافة الطاقة-المادة، فوق حد معين. هذا ليس أسوأ من الفرضيات التي تقوم عليها نظرية التضخم، في المجمل. ولكن الفائدة تكون مزدوجة:

  • نبرر تجانس الكون المبكر
  • نعيد تعريف متغير الزمن

...بالنسبة للتجانس، الأمر بسيط نسبيًا. لقد رأينا أن في النموذج القياسي، مع c ثابتة، يعتمد كل شيء على مقارنة الحدود الزمنية ct مع المسافة المتوسطة بين الجسيمات.

...في هذه الرؤية الجديدة، مراجع [على هذا الموقع: الفيزياء الهندسية أ، 3، 1998، الشكل 17] و[الفيزياء الهندسية أ، 6، 1998، الشكل 10] مع الحفاظ على هذه المتغير الزمني t:

...إذًا، يُضمن التجانس للمواد الكونية في جميع الأزمنة. تنبع هذه الفروق من حقيقة أن سرعة الضوء c تزداد تدريجيًا كلما عدنا إلى الماضي. انظر الشكل 5 من المرجع [على هذا الموقع: الفيزياء الهندسية أ، 6، 1998].

ملاحظة عابرة:

...لقد كنا لفترة طويلة "الأغبياء الذين يلعبون بتعديل ثوابت الفيزياء"، موضوع بحث لم يُؤخذ على محمل الجد في فرنسا، وخاصة في الدوائر المختصة في CNRS. وجد كثير من الناس الفكرة مُستحيلة تمامًا "في الم...