المواد المظلمة الكريهة

الكتلة المظلمة الدافعة الكتلة المظلمة الدافعة (ص2)

** ** **الشكل 3 **: المجال الجاذب الحسابي والمنحنى الدوراني الناتج فقط عن الكتلة المظلمة الدافعة.

...الآن نضيف المجرة، والتي تعزز المجال الجاذب، بشكل رئيسي بالقرب من المركز، حيث توازن قوة الضغط المجال. كما يظهر في الشكل 3، فإن قوة الجاذبية تمتلك مكونًا z محددًا. قد يفسر هذا الظاهرة السرعات z غير العادية العالية، التي أظهرها باهال ([4] و [5]) للنجوم K. يجب إجراء دراسة شاملة ونظامية بهذه الطريقة. وبفضل العثور على هذه السرعات الكبيرة، يستنتج باهال أن هناك كتلة مظلمة معينة موجودة في قرص المجرة. وفقًا لنموذجنا، قد يكون ذلك بسبب تأثير الكتلة المظلمة الدافعة المحيطة: تفسير بديل.

...بشكل عام، من البيانات الملاحظية، يمكن حساب توزيع الكتلة المظلمة "العادية" في الفضاء rdm(r,z). وبالمثل، من نفس البيانات الملاحظية، من الممكن بناء توزيع مرتبط r*(r,z) للكتلة المظلمة الدافعة، من خلال الطريقة المقدمة أعلاه. تختلف شدة المجال الجاذب المحلي حسب التوزيع المختار. هنا استخدمنا نظامًا من الطبقات المركزيّة تمثل كومة من الأشكال البيضاوية السميكّة ذات الانحرافات نفسها، ولكن قد تكون الانحرافات مختلفة. يمكن التعامل مع أي توزيع r*(r,z) للكتلة المظلمة الدافعة بهذه الطريقة. نحصل على منحنى دوران يتوافق مع الغاز المداري في المستوى z = 0، وهو مقبول، كما يظهر في الشكل 4. المقياس المذكور يتوافق مع الشكل 1.

الشكل 4: منحنى سرعة الدوران الدائري الذي يتوافق مع التأثيرات المجمعة.

...يؤثر بيئة الكتلة المظلمة الدافعة كصندوق. كلما كان هذا الصندوق مسطّحًا أكثر، كان تأثيره على تأثير التحريش في الاتجاه z أقوى. مع المعايير المختارة، يزيد التحريش في الاتجاه z من سرعة النجوم الموجودة في z = 0.2 dg (حيث dg هو القطر الكلي للمجرة) بعامل 1.4.

...يحاول المجال الجاذب العالمي (الذي يؤثر على الكتلة المظلمة الدافعة) توسيع الفراغ. ولكن توازن ميل الضغط يوازنه: إذا تم إزالة المجرة، ستملأ الكتلة المظلمة الدافعة الفراغ. تم تحديد توزيع الكتلة المظلمة الدافعة بناءً على أسس تجريبية، من خلال عدد كبير من المحاولات وأحجام مختلفة من الأشكال البيضاوية الضخمة. يمكن أن يكون هذا نقطة بداية لمحاكاة رقمية ثلاثية الأبعاد كاملة، والتي تتجاوز القدرة الحسابية الحالية.

3) الإطار الهندسي. معادلات المجال.

...كما أشير سابقًا، تؤثر الكتلة المظلمة الدافعة إذا كانت كتلتها سالبة. إذا كانت هذه النوعية من المادة موجودة فعليًا في كوننا، فإن مشاكل ستظهر بسبب الطاقة السلبية المقابلة للجسيمات. يمكن تجنب هذه الصعوبة بمنح الكون بنية هندسية جديدة.

...كما عُرض في مقالات سابقة ([6] و [7])، نفترض أن هندسة الكون تتوافق مع التغطية المزدوجة لمتعددة الأبعاد M4. نسمّي هذين الطبقين المتجاورين F و F*. M4 هي مجموعة من النقاط. يمكننا وصف هذه النقاط في نظام إحداثي عشوائي {z i}. M و M* هما النقاط المقابلة للطبقين F و F*، وتم وصفها بنفس مجموعة الإحداثيات، وبالتالي مرتبطة بتطبيق تكراري. يمكن اعتبار متعددة M4 كمتعددة "عظام"، لأننا نستخدمها لبناء التطبيق التكراري المرتبط بـ M و M*. نقول إن هذه النقاط متجاورة. نقدم مترتين g و g* ونفترض أنهما يصفان هندستي الطبقين. نفترض أن كليهما ريمانيان، بعلامة مشتركة (+ - - -). الفيزياء في الطبقين متطابقة، وينطبق نظرية النسبية الخاصة في كل منهما. نفترض أن الضوء يتبع المسارات المستقيمة في كل طبقة، ولكن من منظور هندسي، لا يمكن للضوء الانتقال من طبقة إلى أخرى.

مجموعة المعادلات المترابطة التي تتحكم في النظام هي خيار حر. دعنا نأخذ:

(3)

(4)

S و S* هما متجهان هندسيان مبنيان من مترتين ريمانيتين g و g*. الأجزاء الثانية هي مجموعات من متجهات تصف محتوى الطاقة-المادة. المؤشر r يشير إلى الإشعاع (والإشعاع المظلم) والمؤشر m إلى المادة (والكتلة المظلمة الدافعة).

Tr: مساهمة "الفوتونات العادية" j، التي تنتقل في الطبقة F. تميل إلى إنتاج انحناء إيجابي في الطبقات F و F*.

Tr: مساهمة "الفوتونات المظلمة" j، التي تنتقل في الطبقة F*. تميل إلى إنشاء انحناء إيجابي في الطبقات F و F*.

Tm: مساهمة "المادة العادية"، التي تنتقل في الطبقة F. تميل إلى إنشاء انحناء إيجابي في هذه الطبقة وانحناء سلبي في الطبقة F* (بسبب الإشارة السالبة في (3)).

Tm: مساهمة "الكتلة المظلمة الدافعة"، التي تنتقل في الطبقة F. تميل إلى إنشاء انحناء إيجابي في هذه الطبقة وانحناء سلبي في الطبقة F (بسبب الإشارة السالبة في (4)).

يُعني النظام (3) + (4):

• عندما يتم تحويل "الفوتونات العادية" j إلى مادة ومضادة المادة، لا يغير ذلك مساهمتها (الإيجابية) في الانحناء في الطبقة F. ولكن هذه المساهمة تصبح سلبية في الطبقة F*.

• عندما يتم تحويل "الفوتونات المظلمة" j* إلى كتلة مظلمة دافعة ومضادة كتلة مظلمة دافعة، لا يغير ذلك مساهمتها (الإيجابية) في انحناء الطبقة F*، ولكن هذه المساهمة تصبح سلبية في الطبقة F.

• عندما يتم تحويل زوج الجسيم-مضاد الجسيم إلى فوتونات j، في الطبقة F، تصبح مساهمتها إيجابية في كلا الطبقتين.

• عندما يتم تحويل زوج الجسيم المظلم-مضاد الجسيم المظلم إلى فوتونات مظلمة j*، تصبح مساهمتها إيجابية في كلا الطبقتين.

في هذه المرحلة، يمثل تغيير الإشارة النقطة الضعيفة في النموذج. سيتم تقديم وصف آخر للعصر الإشعاعي في المقال التالي، حيث سيتم تجنب هذه الصعوبة.

...في النسبية العامة الكلاسيكية، يمكن أن تكون الانحناءات المكانية المحلية إيجابية أو صفرية. في مثل هذا النموذج، يمكن أن تكون الانحناءات المكانية محليًا سلبية. عندما يكون الانحناء سلبيًا، في طبقة، فهو "انحناء مُحفَّز"، ناتجًا عن وجود مادة في الجزء المجاور من الطبقة الأخرى. إذا كانت R الانحناء المكاني المحلي في الطبقة F و R* في الطبقة F*، فإننا نحصل ببساطة على R* = - R.

بافتراض أن كلا الكونين متجانسين ومتجهين، فإن المترات، في الإحداثيات الكروية، هي:

(5)

(6)

حيث (u , q , j) هي مؤشرات مساحة مشتركة و{ k , k* } هي مؤشرات انحناء. نأخذ نفس سرعة الضوء c والزمن الكوني t في الطبقات.

كما في النموذج القياسي، نجد مراحلتين. خلال المرحلة الأولى، يهيمن الإشعاع، وتصبح المعادلات:

(7)

خلال هذه الفترة الإشعاعية، نفترض أن R = R*، r = r*، p = p*. تتوافق الحلول مع النموذج القياسي، وبالنسبة لمؤشر انحناء صفر، نحصل على:

(8)

...في المرحلة الثانية، عندما يبرد الكونان بما يكفي (نفترض أن الانفصال يحدث في نفس الوقت في الطبقتين، على الرغم من أن هذا قد يكون مختلفًا ويحتاج إلى دراسة أخرى)، فإن المادة تهيمن في الطبقتين وتصبح النظام:

(9)

(10)

نحصل على النظام التالي من أربع معادلات تفاضلية:

(11-a)

(11-b)

(11-c)

(11-d)