7
في الورقة: J.P. Petit و P. Midy: الفيزياء الفلكية للمادة-المادة الشبحية. 7: تقييد المجرات البيضاوية بواسطة مادة شبحية محيطة. [
في هذا الموقع: فيزياء هندسية A،
10
، 1998.
]، تم إعادة النظر في هذه المسألة من منظور نظرية غاوس، وتأثير الحجب، ومعادلة بواسون. وتم إثبات أن عند اعتبار توزيع موحد للمادة، محتملًا غير محدود، تختفي معادلة بواسون ببساطة لأن من المستحيل تعريف جهد جاذبي في مثل هذا الوسط. فالقانون الجديد ومعادلة بواسون يستمدان من صيغة النسبية العامة فقط عندما يمكن التوصل إلى حل ثابت من الدرجة الصفرية، يمكن لاحقًا إجراء اضطراب عليه. لكن هذا الحل لا يمكن أن يوجد عندما يكون الكون غير فارغ. وبالتالي، في النسبية العامة، نحصل على حلول فريدمان، التي هي أساسًا غير ثابتة.
إذًا، يُحسب الحقل الداخلي لفجوة محفورة في توزيع موحد بسهولة. توزيع من مادة شبحية
(التي تصرف كمجموعة من الكتل السالبة بالنسبة لمادتنا الخاصة) يحتوي على فجوة كروية يعادل تراكب الحقل الناتج عن توزيع موحد (صفر)، بالإضافة إلى الحقل الناتج عن كرة مملوءة بمادة عادية بكثافة ثابتة:
الحقل الناتج عن الكرة الكاملة يزداد مع المسافة من المركز، ثم يتناقص. وبالتالي، تكون الفجوة الكروية "مُقيّدة". نفس الشيء ينطبق على فجوة إهليلجية. إذا كانت الحدود مفاجئة، فإن حقل التقييد سيكون مكافئًا للحقل الناتج عن جسم إهليلجي مسطح مملوء بمادة عادية بكثافة موحدة.
لكن الحدود لا يمكن أن تكون مفاجئة. الفجوة في المادة الشبحية تكون ضبابية، وهذه التغيرات في الكثافة ترافقها تدرجات في الضغط. إن هذا التدرج في الضغط هو ما يدفع المادة الشبحية إلى ملء الفجوة إذا اختفت المجرة. في الورقة [فيزياء هندسية A،
2
]، القسم 2، تم إجراء حسابات باستخدام توزيعات أكثر تطورًا للمادة والمادة الشبحية. كما تم توضيح الطريقة التحليلية المستخدمة. يُلاحظ أن المنحنى الناتج للدوران يشبه إلى حد كبير المنحنيات المستمدة من الملاحظات. انظر: J.P. Petit و P. Midy: مادة مظلمة دافعة. [في هذا الموقع: فيزياء هندسية A،
3
، 1998.
الشكل 4.]
لدينا إذًا نظرية بديلة لنظرية المادة المظلمة. شخصيًا، أعتقد أنه يمكن أن تنشأ نموذج مجرّي نظري بحت من هذا، يتضمن معادلتين مترابطتين من فلاسوف، بالإضافة إلى معادلة بواسون. انظر في هذا السياق: J.P. Petit: كون مزدوج: علم الفلك والعلوم الفضائية
226
: 273-307، 1995 و [
في هذا الموقع: فيزياء هندسية A،
2
، القسم 4.
]
DY = 4πG (ρ - ρ*)
حيث (ρ* > 0) تشير إلى كثافة المادة الشبحية. والعلامة السالبة تأتي من هيكل معادلة الحقل.
تأثير العدسة السلبي.
"الدليل غير القابل للنقض" لوجود مادة مظلمة في المجرات، وفقًا للفيزيائيين الفلكيين، يعتمد على التأثيرات القوية للعدسة الجاذبية الملاحظة. تُنتج المجرات صورًا متعددة، تمامًا كما تفعل كتل المجرات. كما هو الحال دائمًا، عندما ينتمي شيء ما فعلاً إلى كائنات الكون، بعد حالة أو حالتين، تأتي عشرات ثم مئات الملاحظات. في الواقع، تتراكم الصور.
التأثيرات القوية الملاحظة لا تتوافق مع الكتل المقدرة للمجرات أو كتل كتل المجرات. هناك "عيب كتلي كبير".
لكن بيئة غير متجانسة من المادة الشبحية ستؤدي إلى نتائج مماثلة.
في ورقة الكون لدينا، تُحدث المادة الشبحية تأثير عدسة جاذبية سالبًا.
في النموذج، وفي ورقة فضائنا الزماني، تُحدث كتل من المادة الشبحية (أو "المادة التوأم") الموجودة في الجزء "المجاور" F* من ورقتنا F، "انحناءًا مُحَدَّثًا" سالبًا داخلها. هذا ما حاولنا توضيحه بشكل تعليمي سابقًا باستخدام نموذج "الكون السالب المُعَوَّج"، حيث الجزء المركزي على شكل سرج حصان (سطح ذو انحناء ثابت سالب). إذا نظرنا إلى الشكل أعلاه، فقد اقترحنا وجود كتلة من المادة التوأم أو المادة الشبحية بخط مقطوع. هذا الكتلة غير مرئية بصريًا من فضائنا الزماني (لأن الضوء لا يمكنه الانتقال من ورقة إلى أخرى من الناحية الهندسية). لكن كما هو موضح في الشكل، تُحدث هذه الكتل تأثير عدسة جاذبية سالبًا (تأثير العدسة السلبية).
تم تمثيل مسارات الفوتونات داخل الورقة F تمثيلًا توضيحيًا. لكن هذه الفوتونات لا يمكنها التفاعل مع ذرات المادة الشبحية التي تشكل الكتلة الموجودة في الجزء المجاور من الورقة F (حيث يُمثل الحدود بخط مقطوع). وبالتالي، "تنتقل الفوتونات بحرية عبر الكتلة".
كما ذُكر سابقًا، هو التدرج في الكثافة الذي يُحدث التأثير. التوزيع المتجانس للمادة أو المادة الشبحية لن يُنحني أشعة الضوء.
كل شيء يحدث بالنسبة للمادة العادية "كأن المادة تجذب الفوتونات"، وبالنسبة للمادة الشبحية "كأنها تدفع الفوتونات بعيدًا". وبالتالي، تكون فجوة محفورة في المادة الشبحية لها تأثير تركيز، كما أُشير إليه لاحقًا:
الإشارة هي فقط توضيحية، لكن لا تقلق: لا أحد يعرف حساب مسار شعاع ضوئي في توزيع غير متجانس من المادة (أو من المادة الشبحية).
إلى هذا التأثير التركيزي يُضاف تأثير وجود المجرة. وبتجاهل وجود هذا البيئة من المادة الشبحية المحيطة بالجسم، لا يمكن تفسير الظاهرة باستخدام كتلة المجرة وحدها (أو كتلة كتلة المجرات).
الصفحة السابقة
الصفحة التالية
العودة إلى ملخص هذا الملف "الكون التوأم"
العودة إلى ملخص العلم