الكونيات الخاصة بالكونين التوأمين
(ص 3)
- العدسة الجاذبة العكسية
يجب إعادة النظر في مشكلة العدسة الجاذبة. كما أشار إليه المقال السابق [1]، في النموذج الحالي، يعود تثبيت المجرات بشكل رئيسي إلى تأثير المادة المقابلة المحيطة، والموجودة في الطي التوأمي، لشرح تأثير الكتلة المفقودة القوي. قدمت المحاكاة العددية وصفًا لعلاقة مجرة محاطة بحلقات من المادة المقابلة [1]. راجع الشكل 7.
الشكل 7: تجميع الكتلة المثبّتة بفعل المادة المقابلة المحيطة، من المحاكاة العددية في 2D.
بتأكيد لهذا التأثير التثبيتي، إذا أزلنا المادة المقابلة من النظام، فإن الجسم المركزي يتشتت فورًا. على الرغم من أن هذا الشكل يركز على الحلقة المحيطة، فإن كل المادة المقابلة المحيطة تساهم في هذا التأثير التثبيتي، لذلك يمكننا تصور المجرات كمدمجة في بعض أنواع الفراغات للمادة المقابلة، كما يُقترح في الشكل 8. تختلف شدة تأثير التثبيت بالطبع حسب كثافة
r *
للتوزيع للمادة المقابلة، والتي يجب أن تكون أكبر بعشر مرات من
r
.
الشكل 8: دمج المجرات في سحابة واسعة من المادة المقابلة (المجرة والمادة المقابلة تتنافران مع بعضهما البعض)
بشكل كلاسيكي، تجذب المادة الفوتونات وتنتج العدسة الجاذبة. مسار الفوتونات، المنحني بوجود كتلة نقطة إيجابية، يمكن حسابه من حل شوارزشيلد:
(3)
لاحظ أن m هي ثابت تكامل عشوائي. بالنسبة للمجالات الضعيفة والجسم المتحرك ببطء، يمكن ربط مصطلح g
oo
للمتري بالPotential الجاذب
Y من خلال:
(4)
الPotential الجاذب الناتج عن كتلة M هو:
(5)
بأي حال، ما كانت الكتلة M إيجابية أو سالبة. إذا كانت M سالبة، فإنها تدفع الجسيم الاختباري. ثم:
(6)
وبالتالي:
(7)
إذا كانت M إيجابية، فإن الطول المميز لشوارزشيلد هو (8)
كما أشار أعلاه، m ليست سوى ثابت تكامل عشوائي في حل شوارزشيلد. إذا أخذنا m < 0، فإن الكتلة المرتبطة M تصبح سالبة. يمكننا تحديد طول مميز، إيجابي (نصف قطر شوارزشيلد Rs)، من:
(9)
مسار الحركة، في الإحداثيات القطبية، يتوافق مع:
(10)
انظر المرجع [10] الصفحة 203. بالنسبة للفوتون، وفقًا للمسارات الضوئية، نحصل على:
(11)
j هو الزاوية القطبية لمسار مسطح. u = 1
/r
كتلة إيجابية (M > 0 ; m > 0) تنتج عدسة جاذبة إيجابية:
الشكل 9: العدسة الجاذبة الكلاسيكية (الإيجابية)
لجزيء اختباري موجود في طي، كتلة موجودة في الطي المجاور تصرف ككتلة سالبة مُنفرة (M < 0 ; m < 0) وتنتج بالتالي تأثير عدسة سالب:
الشكل 10: تأثير العدسة السالب الناتج عن كتلة "سالبة"
لاحظ أن هذه المسارات الزائدة مألوفة للخبراء في فيزياء البلازما (التشتت بين الإلكترونات أو البروتونات).