6
التشابه مع عدسة زجاجية جيد نسبيًا. الكتلة الموجبة M تُحدث تقاربًا للأشعة، بينما الكتلة M* تُحدث انتشارًا لها:
تشابه بصري:
عندما ننظر إلى ورق حائط مُزَيَّن ببقع من خلال عدسة مُنتِشِرة، يمكننا رؤية عدد أكبر من الأجسام، ولكن بقطر ظاهري أصغر. ومع ذلك، تقل لمعانها (مقدار "البروز الظاهري"):
من الناحية الكونية، ينبغي أن تقلل الكتل المجمعة من مادة "الشبح" (التي تعمل كعدسات مُنتِشِرة) من مقدار البروز لل مجرات ذات الانزياح الأحمر الكبير، مع زيادة عدد هذه المجرات.
لتقدير هذا التأثير، يجب معرفة قطر كتل مادة الشبح، وهو أمر صعب التحقيق. إذا تشكلت هذه الكتل، لا نعرف مسبقًا ما يمكن أن تصبح عليه. هل تتحول إلى مجرات هائلة؟
إذا وُضعوا في مركز "الفقاعات الكبيرة الفارغة"، فإنهم يكونون في المتوسط على بعد مئة مليون سنة ضوئية عن بعضهم البعض. لكن التأثير على الخلفية البعيدة يعتمد بشدة على قطرهم f.
انظر:
J.P. Petit, P. Midy و F. Landsheat: مادة الشبح في الفيزياء الفلكية. 5: نتائج المحاكاة العددية ثنائية الأبعاد. VLS. حول نموذج محتمل لتكوين المجرات. [
في هذا الموقع: الفيزياء الهندسية A،
8
، 1998، القسم 3، التعبير (23) والشكل 18.
]
ومع ذلك، إذا كانت هذه الأجسام موجودة، فهي يجب أن تُحدث مظهرًا لعدد كبير من المجرات الصغيرة عند الانزياح الأحمر الكبير. وهذا بالضبط ما نلاحظه (P.J.E. Peebles: مبادئ الكونيات الفيزيائية، سلسلة فيزياء برينستون، 1993). التفسير الكلاسيكي هو أن المجرات الصغيرة تتشكل أولًا، ثم تُولِّد أجسامًا أكبر من خلال الاندماج، أو الافتراس المجري (الاندماج).
يقدم نموذجنا تفسيرًا بديلًا لهذا التأثير الذي يظهر فيه صغر حجم المجرات عند الانزياح الأحمر الكبير.
نحو نظرية لولادة المجرات.
هذا سيناريو جديد يتطلب استكشاف جميع آثاره.
الصعوبة الكاملة، التي لم تُحل بعد، هي التعامل مع كل شيء في آن واحد. لا يمكن فصل ظاهرة التوسع الكوني عن ولادة الهياكل المختلفة. حاليًا، لا نعرف كيف نتعامل مع الأمرين معًا في آن واحد.
نُقدّم على نحو مُفترض سيناريوًا وهميًا. قد تتشكل كتل مادة الشبح أولًا، وتمارس فورًا ضغطًا معاكسًا شديدًا على المادة، مما يؤدي إلى تسخينها. انظر الورقة المذكورة أعلاه [
في هذا الموقع: الفيزياء الهندسية A،
8
، 1998، القسم 4، الرسوم 19، 20 و 21.
]
في الفيزياء الفلكية، كلما تكثّفت كتلة ما أو اجتمعت، تزداد درجة حرارتها. يحدث هذا مثلاً في النجوم الأولية. وهذا يعادل تحويل الطاقة الجاذبية (المحتملة) إلى طاقة حركية (سرعة الاهتزاز الحراري). والضغط هو كثافة مضروبة في درجة الحرارة (p = n k T). يزداد الضغط ويُعاكس الانهيار. النجم الأولي، قبل "الإشعال"، هو كتلة كروية من الغاز بدرجة حرارة تبلغ عدة آلاف من الدرجات، وحجمه يشبه حجم النظام الشمسي، ويُشعّ في الأشعة تحت الحمراء. في هذه الحالة، يُشعّ أكثر من لاحقًا، عندما يستمد طاقته من تفاعلات الاندماج النووي. إنها السطح الذي يُشعّ. يجب أن "تعرق" طاقتها. وإلا، لن تتمكن من الانكماش، وزيادة درجة حرارتها في الداخل، وبدء عملية الاندماج (الحد الأدنى 700,000 درجة).
لكن كثافة الجسم لا تجعله مُشعًا جيدًا. عند نفس درجة الحرارة، تكون الطاقة الحرارية متناسبة مع مكعب نصف القطر، بينما تكون المساحة المُشعة متناسبة مع مربعه.
بالمقابل، تكون اللوحة هي المُشع المثالي. وبما أن كتل مادة الشبح تدفع مادتنا، فإنها ستُضغط على شكل لوحات (جدران "فقاعات الصابون المتجاورة"). انظر الورقة والرسومات المذكورة أعلاه.
يجب إجراء الحسابات، لكن يمكن افتراض أن هذه الهندسة تُسهل تبريدًا إشعاعيًا شديدًا، وبالتالي تُسبب عدم استقرار في البيئة بالنسبة للاستقرار الجاذبي (للمشاكل المتعلقة بالاستقرار الجاذبي، انظر كتبي "ألف بليون شمس"، دار بيلين، 8 شارع فيرو، باريس 75006، أو في "CD-Lanturlu").
ثم تميل المادة إلى التفكك إلى ما يشبه المجرات الأولية. فورًا، تتسرب مادة الشبح إلى المساحات المتاحة، ونصل إلى نموذج للمجرات المُحاطة بمناطق فارغة من مادة شبحية. هذا يعطي نفس النموذج الناتج عن وجود كتل سالبة في كوننا (فرضية سورياو). دعونا نعيد نموذج المجرات المحيطة بـ "مادة سالبة" (مادة شبحية، مادة مزدوجة، مادة ذات كتلة سالبة، لا يهم الاسم الذي نختاره).
وفقًا للنموذج المقترح من قبل سورياو، تتنافر الكتل السالبة. في هذه الحالة، لن تُفسر هذه الكتل البنية الكونية على نطاق واسع.
تفسير لاحتواء المجرات.
إذًا، نحصل على نموذج حيث تمارس مادة الشبح ضغطًا معاكسًا على المجرة، مما يضمن احتواؤها. هذا بديل لفكرة وجود مادة مظلمة داخلها.
انظر
J.P. Petit و P. Midy: مادة مظلمة دافعة. [
انظر في هذا الموقع: الفيزياء الهندسية A،
3
، 1998، القسم 2
]. ولكن هناك مجرات كروية. إذًا، يجب أن تكون هذه المجرات مُحاطة بفراغات ذات هندسة مماثلة، مُنشأة في التوزيع المتجانس تقريبًا لمادة الشبح المحيطة (نذكّر أن درجة حرارتها أعلى من درجة حرارتنا). هل تكون هذه الفراغات محبوسة؟
هل يتعارض هذا مع نظرية غاوس؟
جميع طلاب الفيزياء يعرفون أنه إذا تم شحن كرة بشكل متجانس كهربائيًا، يكون المجال صفرًا داخلها. قد نفكر في تحليل المجال الجاذبي المُنشأ داخل الفراغ الكروي إلى طبقات مركّزة متتالية، كل منها تُعطي مساهمة صفرًا.
يبدو هذا... واضحًا. لكن هذه النظرية تعتمد على افتراض: أن قوة الجاذبية تتبع علاقة 1/r² في أي مسافة، بما في ذلك... إلى اللانهاية.
يُعطي مجال نيوتن ما يُسمى بمعادلة بواسون، من خلال تطبيق نظرية غرين:
DY = 4πGρ
معادلة حقل آينشتاين، عند المسافات القصيرة، وانحناءات ضعيفة، وفي حالة تقريبية ثابتة (من الناحية الكونية)، وعند سرعات صغيرة مقارنة بسرعة الضوء، تُعطي قانون نيوتن ومعادلة بواسون.
هل يمكن لمعادلة بواسون التعامل مع توزيع متجانس (ρ = ثابت) ولامتناهية من المادة؟ افترضنا ذلك حتى الآن. لكننا نصل إلى مفارقة. لنفترض تناظرًا كرويًا، ونضع نقطة O عشوائية، وهي مبدأ إحداثياتنا. تصبح معادلة بواسون:
حيث r هي المسافة الشعاعية، وY هو الجهد الجاذبي، من خلاله يُستمد المجال الجاذبي g (شعاعيًا في التناظر الكروي):
المعادلة لا تقبل حلًا Y = ثابتًا عندما r ≠ 0. إذًا، هناك قوة جاذبية، وهو ما يبدو مفارقة: يمكن توقع أن كل جسيم، وهو يتعرض لقوة جذب من جميع جيرانه، يتعرض لقوة ناتجة صفرية.
الحل هو:
المجال الجاذبي، المركّز حول هذه النقطة O، ليس صفرًا، ويُعادل:
ليس فقط أن المجال ليس صفرًا، بل يتجه نحو اللانهاية مع زيادة r.
إذًا، سيكون للجسيم المُعاين، المُغمور في هذا التوزيع، اتجاه للسقوط نحو هذه النقطة O.
الصفحة السابقة
الصفحة التالية
العودة إلى ملخص هذا الملف "الكونيات المزدوجة"
العودة إلى ملخص العلوم