المواد المظلمة الكريهة

المواد المظلمة التنافرية

المواد المظلمة التنافرية (ص1)

المواد المظلمة التنافرية.

** جان بيير بيت وبي. ميدي ** **متحف مارسيليا، فرنسا ** ---

ملخص:

نستكشف الجوانب الفенومينولوجية لنظام يحتوي على مجموعتين، حيث تشمل ديناميكيته قوى جذب وتنافر. بنية هندسية جديدة، تتضمن طبقتين، مرفقة بمعادلتين للحقل، مترابطة عبر الحقل الجاذب، تسمح بتجاوز عائق "الكتل السلبية" وتجعل من الممكن تصور نظام حيث تكون طاقات جميع الجسيمات إيجابية. نوضح أن، في هذه الظروف، تكون المادة في المجموعة الثانية غير مرئية هندسياً، وبالتالي تحصل على وضعية "المواد المظلمة التنافرية". ستكون المجرات مقيمة في فراغات توزيع موحد من المواد المظلمة التنافرية. هذا يولد تأثير تقييد مع منحنى دوران واقعي. نوضح أن الانكسار الجاذب السلبي المرتبط بالمواد المظلمة التنافرية قد يفسر التأثيرات القوية الملاحظة، مما يوفر بديلاً للنموذج الكلاسيكي للمواد المظلمة. ناتج عن هذا النموذج الكوني الجديد، يصبح عمر الكون 15.7 مليار سنة، بسبب تفاعل نوعي من المادة.

1) مقدمة. ** **
...اليوم، لم يعد من الممكن تفسير الملاحظات الفلكية فقط من خلال المادة المرئية. لذلك، أصبح مفهوم المادة المظلمة يُعتبر تدريجياً. تم تقديم فرضيات متعددة حول طبيعة هذا المكون غير المرئي للكون، الذي يجب أن يساهم في تشكيل المجال الجاذب وبالتالي يولد تأثير الكتلة المفقودة في المجرات والانكسار الجاذب. أظهرت ماهوس أنها مخيبة للآمال. يلجأ بعض الأشخاص إلى جسيمات تبقى وجودها الفيزيائي مخمناً، مثل النيوترينوات الكثيفة. حتى الآن، لم تُفضَّل أي صياغة، وهناك العديد من الفرضيات الممكنة حول هذه المادة المظلمة. في هذه المقالة، نقترح دراسة تبعات التفاعل الجاذب بين مادتنا (الكتلة m) ومادة مظلمة خاصة، مكونة من كتل m*، بحيث:

• m و m' يجذبان بعضهما وفقاً لقانون نيوتن

• m* و m*' يجذبان بعضهما وفقاً لقانون نيوتن

• m و m* يتنافران وفقاً لقانون مشابه لنيوتن

سنسمّي m* "المادة المظلمة التنافرية".

يمكن تلخيص ذلك ببساطة عن طريق اعتبار التعبير التالي:
(1)

حيث يمكن أن تكون الكتل ma و mb إيجابية أو سلبية. قد يعترض الفيزيائيون فوراً بالقول إن الجسيمات ذات الكتل السلبية لديها أيضًا طاقة سلبية، وهو ما يفتقر إلى المعنى الفيزيائي. في القسم 3 من المقال، نقترح سياقاً هندسياً جديداً يسمح بتفاعل مجموعتين، كتلتهما m و m*، كلاهما إيجابي، وطاقاتهما mc² و m*c² إيجابية، بحيث تتناسب القوى مع المخطط السابق. سيتم تبرير حقيقة أن المجموعتين الفرعيتين لا يمكن أن تتفاعل إلا عبر الجاذبية بشكل هندسي.

.

2) المادة المظلمة التنافرية التي تقيّد المجرات.

...منذ زمن طويل، عُرف أن المجال الجاذب الناتج عن توزيع المادة المستنتج من الملاحظات لن يكون قادرًا على توازن القوى الجاذبة في المجرات. الكتلة المفقودة تبلغ حوالي ثلاث إلى خمس مرات الكتلة المرصودة. علاوة على ذلك، تُظهر منحنيات دوران المجرات خاصية "خطوة" (السرعة الزائدة في الأطراف) لا يمكن تفسيرها من خلال توزيع المادة المرصود. لذلك، حاول الباحثون منع انفجار المجرات وإعادة إنتاج هذا الجانب من منحنيات الدوران من خلال إدخال توزيعات مادة مظلمة اصطناعية. دعونا الآن ننظر في النموذج المقترح، الذي يتضمن المادة العادية (الملاحظة) والمادة المظلمة التنافرية غير المرصودة، ونرى ما إذا كان هذا النموذج يمكن أن يضمن تقييد المجرات. أولاً، نعتبر مجرة حيث توزع المادة وفقاً لنموذج ماياموتو وناغاي [1]:
(2)

...هذا التوزيع المحوري للمادة يُفترض أن يكون في فراغ لتوزيع موحد من المادة المظلمة التنافرية (الشكل 1، حيث توزع المادة العادية وفقاً لـ a = 5 و b = 1 في (2).

** ** الشكل 1: المجرة المحيطة بالمادة المظلمة التنافرية. نظام محوري.

...نوزع المادة المظلمة التنافرية حولها، مع تدرج كثافة عشوائي، تم تصميمه بناءً على ملاحظات تجريبية. يمكن وصف هذا التوزيع الكتلي من خلال تراكب أسطوانتين محددين، مُحملة بكثافة مادة** *ri (يمكن أن تكون إيجابية أو سلبية)، حيث يشير i إلى مؤشر الأسطوانة الكثيفة، مع محور أفقية ai ومحور رأسي bi. المجال، داخل وخارج هذه الأجسام، مُعطى بمعادلات تحليلية بسيطة ([2] و[3]). مع مجموعة من الأسطوانات الكثيفة، يصبح من الممكن حساب المجال ثلاثي الأبعاد. في الشكل 1، قمنا برسم كثافة المادة r للمادة المظلمة التنافرية من خلال تغير كثافة النقاط البيضاء في الفضاء. هذا لا ينتج عن محاكاة رقمية تم إجراؤها باستخدام نقاط كتلية، كما قد يبدو من الصورة. تم وصف توزيع الكتلة ب مجموعة من الأسطوانات الكثيفة، بمعاملات متنوعة (أطوال المحاور، كثافة الكتلة).

...الشكل 2 يعرض التوزيع المختار للمادة المظلمة التنافرية. يُظهر الشكل 3 المجال الجاذب الناتج عن هذه المادة المظلمة التنافرية، حسب الطريقة المذكورة أعلاه. تختلف مقاييس الأشكال 1 و(2-3)، والأخيرة هي تكبير. يتم تحديد مطابقة المقياس. كما نرى، ينتج توزيع المادة المظلمة التنافرية تأثير تقييد على المجرة، سواء في الاتجاه r أو في الاتجاه z. يُظهر الشكل 3 السرعة المقابلة للدوران للمادة المظلمة التنافرية وحدها. نرى أن هذا التوزيع للمادة المظلمة التنافرية يسمح بسرعات خارجية كبيرة.

الشكل 2: توزيع المادة المظلمة التنافرية المختار: مجموعة من أسطوانات مسطحة ودائرية كثيفة ذات كثافة** *r(r) d هو قطر الأسطوانة.