kosmologie dvojitého vesmíru, hmota stínové hmoty, astrofyzika. 5: Výsledky numerických simulací 2D. VLS. O možném schématu vzniku galaxií.
Poznámka:
...Tento článek patřil k tomu, co bylo odesláno do A & A v říjnu 1996. Tato část byla rozsáhle analyzována anonymním recenzentem časopisu, který během deseti měsíců našeho dialogu, jenž byl jinak velmi zdvořilý, položil úžasný počet otázek, a který nám byl zcela nečekaně přerušen ředitelem časopisu. Vzhledem k takovému modelu se okamžitě nabízí otázka možných pozorovatelných potvrzení. K tomu by bylo třeba vymyslet kosmologické testy, efekty ovlivňující kosmické pozadí, které by byly především způsobeny shluky stínové hmoty umístěné uprostřed velkých prázdnot kolem nichž se rozprostírají galaxie. Průměrný průměr těchto shluků závisí silně na zvolených „počátečních podmínkách“. Zvýšíme-li teplotu T* stínové hmoty, jejich průměr roste. Níže uvedené výsledky byly získány při vyšších teplotách.
Obr. 1: Shluky stínové hmoty.
Obr. 2: Zde překryty s běžnou hmotou.
Obr. 3: Buněčná struktura hmoty.
Pozoruhodné (podle článku):
(23)
že pravděpodobnost zakrytí při dané vzdálenosti r rychle klesá s průměrem f shluků. Velikost d je pevný parametr (průměrná velikost bublin VLS). Pro běžnou hmotu takto získáme pravidelnější strukturu. Avšak rozsah těchto shluků by byl tak velký, že by zakrývaly i relativně blízké galaxie vzdálené méně než miliarda světelných let. Je známo, že jejich účinek na světlo je negativní čočkování, což odpovídá pozorování scény přes rozptylující čočku. Účinek spočívá v zmenšení zdánlivého průměru objektů pozadí a jejich koncentraci. Viz obrázky 4, 5 a 6.
Pozitivní a negativní gravitační čočkování.
Obr. 5: Analogie s optikou.
Obr. 6: Účinek na pozadí.
To by pro vysoké červené posuny vytvořilo dojem nadměrného množství malých galaxií. Podle Peebles je to přesně to, co pozorujeme. Klasicky si astrofyzici myslí, že když byl vesmír mladší, pro neznámou příčinu se nejprve tvořily malé galaxie. Později se objevily hmotnější objekty prostřednictvím „galaktického kanibalismu“. Předkládaný model by tak mohl představovat alternativní vysvětlení tohoto jevu pozorovaného u velkých červených posunů.
Pokud by tyto shluky stínové hmoty existovaly, jaká by mohla být jejich struktura? Mohli bychom jen spekulovat. V každém případě si myslíme, že všechno vzniklo současně: VLS, shluky a galaxie. Skutečnost, že problém řešíme takto, tedy od počátečních podmínek spočítaných „po expanzi“, je sama o sobě nesmysl. Měli bychom být schopni zpracovat všechny jevy současně. Ale nevíme, jak k tomu přistoupit (vzhledem k tomu, že od roku 1994, když Frédéric Landsheat už neměl přístup k velkému počítačovému systému, nemáme žádné výpočetní prostředky).
Kdybychom to mohli, mohli bychom možná sestavit konzistentnější model možného vzniku a vývoje takových shluků. V tomto článku jsme navrhli model vzniku galaxií: právě proto, že hmota byla stlačena do tenkých desek, mohla efektivně uvolnit energii zářením. Pak se náhle stala nestabilní a kondenzovala do protogalaxií. Okolní stínová hmota by byla vytlačena do mezihvězdného prostoru, kde okamžitě vyvíjela tlak na tyto mladé galaxie (efekt chybějící hmoty). Avšak její relativně vysoká teplota by jí v těchto místech dodala dostatečnou homogenitu, aby nevytvářela významné efekty negativního čočkování. Připomínáme, že gravitační čočkování je nulové, když hmota prochází homogenním prostředím, bez ohledu na jeho hustotu.
Bylo by velmi zajímavé simulovat, alespoň v 2D, interakce mezi galaxiemi umístěnými v těchto prázdnotách stínové hmoty (které je samozřejmě doprovázejí ve svém pohybu). Logicky, pokud by se galaxie dostaly dostatečně blízko a prázdnoty by se dotkly, zvýšila by se pravděpodobnost jejich fúze (merging). Viz navrhované schéma na obrázku 7.
Návrh schématu fúze dvou galaxií.
Pokud hmota po stlačení do tenkých desek mohla vzniknout galaxie právě díky efektivnímu ochlazení, u těchto kompaktnějších, možná sférických shluků by to nebylo stejné. V principu a to bude prozkoumáno v dalších článcích, není žádný rozdíl v podstatě mezi hmotou a stínovou hmotou. Obě jsou složeny z jader, protonů, neutronů, elektronů, atomů a všech odpovídajících antihmot. V článku [15] je ukázáno, že dualita hmota-antihmota platí i pro stínový vesmír. Ale k popisu takového prostředí bychom potřebovali nějaké poznatky o primární nukleosyntéze působící ve stínové hmotě, tedy schopnost přesně popsat její fázi záření. Může být tak složena z vodíku a helia vzniklých primární nukleosyntézou, ve velkém množství.
Mohli bychom pak shluky porovnat s obrovskými protohvězdami. Množství tepla při stejné teplotě je úměrné třetí mocnině poloměru objektu a vyzářená plocha druhé mocnině. Jaký by byl pak čas ochlazování takových shluků? Možná mnohem větší než věk vesmíru. Takže tento primární plyn stínového vesmíru nikdy nemohl dostatečně uvolnit teplo zářením, aby se zmenšil natolik, aby došlo k fúzi v jádře (alespoň 700 000 stupňů Celsia).
Můžeme tedy spekulovat, že stínový vesmír neobsahuje prvky těžší než helium, protože nemohl vytvořit hvězdy, kde by se mohly vytvářet. Tyto shluky by pro cestujícího, který by se vydal do tohoto antivesmíru, byly pouze obrovské hmoty plynu zářící v červeném a infračerveném světle.
V jiných pracích navrhujeme, že neutronové hvězdy dosáhnou-li kritické hmotnosti mohou vyvrhovat hmotu do stínového vesmíru prostřednictvím vytvoření hypertorického mostu – buď mírně, nebo při náhlých přenosech, např. způsobených fúzí dvojhvězdy tvořené dvěma neutronovými hvězdami obíhající kolem společného gravitačního středu. Víme (práce Thibaud-Damoura), že emise gravitačních vln zpomaluje jejich rotaci. Takové fúze se tedy zdají nevyhnutelné.
Takové přenosy by pak bohatly stínový vesmír na těžké prvky. Všechno toto, upřesňujeme, je zatím pouze čistá spekulace. Předpokládáme, že při náhlém přenosu by většina hmoty byla vyvržena do stínového vesmíru, kde by zůstala, zatímco neutronová hvězda se jednoduše stala stínovou neutronovou hvězdou. V případě spojitého výstupu hmoty, tento „přebytek“ by se rozptýlil po stínovém vesmíru a byl by odtlakován samotnou neutronovou hvězdou, která zůstala v našem vesmíru. Tento proces by tak rozptýlil těžké prvky po celém stínovém vesmíru.
