علم الكون المزدوج، مادة شبحية، فيزياء فلكية. 5: نتائج المحاكاة العددية ثنائية الأبعاد. VLS. حول مخطط محتمل لتكوين المجرات.
ملاحظة:
...هذا المقال جزء من ما تم تقديمه إلى مجلة A & A في أكتوبر 1996. تم تحليل هذا الجزء بشكل واسع من قبل المُقيّم غير المعروف للنشرة، الذي طرح عددًا كبيرًا من الأسئلة خلال فترة التفاعل التي استمرت عشرة أشهر، والتي كانت في جوّها مهذبًا جدًا، ويُندَم على أن المحرر قد قطعها فجأة. وبالنسبة لنموذج كهذا، يطرح السؤال فورًا حول إمكانية التأكيدات الملاحظية. ولتحقيق ذلك، يجب التفكير في اختبارات كونية، وتأثيرات تؤثر على الخلفية الكونية، والتي تعود بشكل رئيسي إلى "الكتل" (الكُتلات) من المادة الشبحية التي يُفترض أنها تقع في وسط الفراغات الكبيرة المحيطة بها، حيث تتوزع المجرات. يعتمد القطر المتوسط لهذه الكتل بشكل كبير على "الظروف الأولية" المختارة. فإذا زادت درجة حرارة المادة الشبحية T*، فإن قطر هذه الكتل يزداد. فيما يلي نتائج تم الحصول عليها باستخدام درجات حرارة أعلى.
الشكل 1: كتل المادة الشبحية.
الشكل 2: هنا، مُضافة فوق المادة.
الشكل 3: البنية الخلوية للمادة.
يُلاحظ (من المقال):
(23)
أن احتمال الظلال، عند مسافة معينة r، يتناقص بسرعة شديدة بحسب القطر المتوسط f للكتل. أما الكمية d فهي معلمة ثابتة (الحجم المتوسط للفقاعات في VLS). وبهذا، تصبح بنية المادة أكثر تنظيمًا. لكن حجم هذه الكتل سيكون كبيرًا لدرجة أنها قد تُظِلّ حتى مجرات قريبة نسبيًا، تقع على بعد أقل من مليار سنة ضوئية. نعلم أن تأثيرها على الضوء هو "انكسار سالب"، يعادل رؤية مشهد عبر عدسة متباعدة. ويؤدي هذا التأثير إلى تقليل القطر الظاهري للأجسام في الخلفية وتركيزها. انظر الأشكال 4 و5 و6.
تأثيرات العدسات الجاذبية الموجبة والسلبية.
الشكل 5: مقارنة ببصريات.
الشكل 6: التأثير على الخلفية.
هذا سيُحدث، بالنسبة للانزياح الأحمر الكبير، مظهرًا من ازدهار المجرات الصغيرة. ولكن وفقًا لبيبلز، هذا بالفعل ما يُلاحظ. بشكل تقليدي، يعتقد الفلكيون أن المجرات الصغيرة تشكلت أولًا عندما كان الكون أصغر، لسبب غير محدد. ثم ظهرت أجسام أثقل لاحقًا، عبر ما يُسمى "الاستيعاب المجري". يُمثل هذا النموذج تفسيرًا بديلًا لهذا الجانب من الملاحظات ذات الانزياح الأحمر الكبير.
إذا وُجدت هذه الكتل من المادة الشبحية، ما هي هيكلها؟ لا يمكن سوى التخمين. في كل الأحوال، في عقولنا، تتشكل كل شيء في آن واحد: VLS، والكتل، والمجرات. إن معالجة المشكلة كما فعلناها، أي البدء من "ظروف أولية" حُسبت "بعد التوسع"، هي في حد ذاتها تناقض. ينبغي أن نتمكن من التعامل مع جميع الظواهر معًا. لكننا لا نعرف كيف نتناول هذا السؤال (وبالمناسبة، منذ عام 1994، منذ أن فقد فريديريك لاندشيت نظامًا حاسوبيًا كبيرًا، لم نعد نملك وسائل حسابية).
إذا أمكننا ذلك، ربما نتمكن من بناء نموذج أكثر اتساقًا لتكوين وتطور هذه الكتل. وقد قدمنا في هذا البحث نموذجًا لتكوين المجرات: إنها بالضبط لأن المادة كانت مضغوطة في صفائح رقيقة، فإنها استطاعت التخلص من الطاقة بكفاءة عالية عبر الإشعاع. ثم، أصبحت فجأة غير مستقرة، وانكمشت إلى ما يُسمى "بروتومجرة". وتم دفع المادة الشبحية المحيطة إلى الفضاء بين المجرات، حيث أثّرت فورًا بضغط عكسي على هذه المجرات الشابة (تأثير "الكتلة المفقودة"). لكن درجة حرارتها النسبية العالية أعطتها في هذه الأماكن تجانسًا كافيًا لعدم إحداث تأثيرات ملحوظة عبر الانكسار السلبي. نذكر أن تأثير العدسة الجاذبية يكون معدومًا عندما تمر المادة عبر وسط متجانس، بغض النظر عن كثافته.
من المثير للاهتمام للغاية محاكاة تفاعلات بين مجرات موضعية داخل هذه الفراغات من المادة الشبحية (التي ترافقها بالطبع في حركتها). منطقيًا، إذا اقتربت هذه المجرات بدرجة كافية، واتصلت الفراغات، فهذا سيسهّل اندماجها (الاندماج). انظر المخطط المقترح في الشكل 7.
اقتراح لمخطط اندماج مجرتين.
إذا كانت المادة، بعد أن عانت من هذه الضغط في صفائح رقيقة، استطاعت أن تُولّد مجرات، بسبب قدرتها على التبريد الفعّال، فإن الأمر لن يكون كذلك بالنسبة للكتل الأكثر كثافة، وقد تكون كروية الشكل. من الناحية النظرية، وسوف تُدرس في أوراق أخرى، لا توجد فروق جوهرية بين المادة والمادة الشبحية. كلاهما مكوّن من نوى، بروتونات، نيوترونات، إلكترونات، ذرات، بالإضافة إلى جميع الجسيمات المضادة المقابلة (في الورقة [15] يُبيّن أن التكافؤ بين المادة والمضادة ينطبق أيضًا على الكون الشبحي). لكن لوصف هذا الوسط، نحتاج إلى بعض التوضيحات حول التكوين النووي الأولي في المادة الشبحية، أي أن نتمكن من وصف مرحلتها الإشعاعية بدقة نسبية. وقد تكون مكوّنة من هيدروجين وهيليوم ناتج عن هذا التكوين النووي الأولي، بكميات لا تُحصى.
ثم يمكن مقارنة هذه الكتل ببروتو-نجوم ضخمة. كمية الحرارة، بالنسبة لنفس درجة الحرارة، تناسب مكعب نصف القطر للجسم، بينما تتناسب المساحة الإشعاعية مع مربعه. ما هو إذًا وقت التبريد لهذه الكتل؟ ربما يكون كبيرًا جدًا مقارنة بعمر الكون. وبالتالي، لم تتمكن هذه الغازات الأولية في الكون الشبحي من التخلص من كمية كافية من الحرارة عبر الإشعاع لكي تُنكمش إلى الحد الذي تظهر فيه اندماجات نووية في قلبها (درجة حرارة لا تقل عن 700,000 درجة).
إذًا يمكن التخمين أن الكون الشبحي لا يحتوي على عناصر أثقل من الهيليوم، نظرًا لعدم قدرته على تكوين نجوم تُنتجها. وبالتالي، تكون هذه الكتل، بالنسبة لرائد يغامر في هذا العالم المعاكس، مجرد كتل هائلة من غاز يُشعّ في الأحمر والأشعة تحت الحمراء.
لكن في أبحاث أخرى، سنقترح أن النجوم النيوترونية التي وصلت إلى كتلة حرجة قد تكون قادرة على إخراج مادة إلى الكون الشبحي، عبر إنشاء جسر فائق التورّم، إما بأسلوب "ناعم"، أو عبر نقلات أكثر قسوة، مثلاً نتيجة اندماج نظام مزدوج يتكون من نجمين نيوترونيين يدوران حول مركز جاذبية مشترك. نعلم (من أبحاث ثيبو دامور) أن إصدار الموجات الجاذبية يبطئ حركتهما الدورانية. وبالتالي، تبدو هذه الاندماجات لا مفر منها.
وسيؤدي هذا النوع من النقل إلى تثري الكون الشبحي بالعناصر الثقيلة. نؤكد أن كل هذا حاليًا مجرد تخمين. نفترض أنه عند نقل جماعي قوي، فإن الغالبية العظمى من الكتلة تُطرد إلى الكون الشبحي، حيث تبقى هناك، بينما تصبح النجم النيوتروني ببساطة "نجمًا شبحيًا". وفي حالة التفريغ المستمر للمادة، عبر هذا "الإفراط"، فإنها ستنتشر في الكون الشبحي، وتُدفع بفعل النجم النيوتروني الذي نشأت منه، الذي بقي...