6
Analogie s čočkou je poměrně dobrá. Kladná hmotnost M způsobuje sbíhání paprsků. Hmotnost M* je způsobuje rozptýlení:
Analogie s optikou:
Když pozorujeme tapetu s tečkami skrze rozptylovou čočku, můžeme spatřit větší počet objektů s menší zdánlivou velikostí. Avšak jejich jasnost je snížena (jejich "zdánlivá jasnost"):
Kosmologicky, shluky "ghost matter", působící jako rozptylové čočky, by měly snížit jasnost galaxií s vysokým červeným posuvem, zároveň zvýšit jejich počet.
Pro odhad tohoto efektu by bylo třeba znát průměr shluků "ghost matter", což je obtížné. Pokud se tvoří, nevíme a priori, co mohou být. Tvoří se v hypergigantické galaxie?
Pokud jsou umístěny ve středu "velkých prázdných bublin", jsou v průměru vzdáleny sto milionů světelných let. Ale vliv na vzdálený pozadí závisí silně na jejich průměru f.
Viz:
J.P.Petit, P.Midy a F.Landsheat: Matter ghost matter astrophysics. 5: Results of numerical 2d simulations. VLS. About a possible schema for galaxies' formation. [
Na tomto webu: Geometrical Physics A,
8
, 1998., sekce 3, výraz (23) a obrázek 18.
]
Nechť je to tak, pokud tyto objekty existují, musí vytvářet dojem velkého počtu malých galaxií pro vysoké červené posuvy. A to je přesně to, co pozorujeme (P.J.E.Peebles: Principles of Physical Cosmology, Princeton Series in Physics, 1993). Klasická interpretace je, že malé galaxie se nejprve tvoří a poté se spojí, přemohou a sloučí se (merging) do větších objektů.
Náš model nabízí alternativní interpretaci tohoto jevu malých galaxií s vysokým červeným posuvem.
K teorii vzniku galaxií.
Jde o nový scénář, který je třeba prozkoumat ve všech jeho důsledcích.
Celá obtíž, která zatím není vyřešena, spočívá v tom, že je třeba zároveň zvládnout. Nelze oddělit jev od kosmické expanze a vzniku různých struktur. Zatím nevíme, jak zvládnout oba současně.
Přesto však navrhneme hypotetický scénář. Hromady "ghost matter" by mohly vzniknout jako první, okamžitě vyvíjejí silný protitlak na hmotu, která se tím zahřeje. Viz citovaný článek [
Na tomto webu: Geometrical Physics A,
8
, 1998, sekce 4, schémata 19, 20 a 21.
]
Ve fyzice hvězd, jakmile se objekt kondenzuje, shromažďuje, jeho teplota roste. Tak je tomu například u protohvězd. To odpovídá přeměně gravitační (potenciální) energie na kinetickou (rychlost tepelného pohybu). Tlak je hustota vynásobená teplotou (p = n k T). Tlak roste a brání kolapsu. Protohvězda, před "zapálením", je kulovitá hmotnost plynu o několika tisících stupňů, velikosti sluneční soustavy, která září v infračerveném spektru. Ve skutečnosti vydává více energie, než později, kdy ji získává z jaderných reakcí. Její povrch září. Musí "potit" svou energii. Jinak by nemohla smršťovat, zvyšovat teplotu uvnitř a spustit proces fúze (minimálně 700 000 stupňů).
Kompaktnost objektu ho neudělá dobrým zářičem. Při stejné teplotě je tepelná energie jako krychle poloměru a výměnná plocha jako čtverec.
Naopak deska je optimálním zářičem. Když nám "ghost matter" vytlačuje hmotu, mohla by ji stlačit do desek (stěny "saponifikovaných bublin"). Viz citovaný článek a obrázky výše.
Výpočty by byly třeba, ale lze předpokládat, že tato geometrie by byla vhodná pro intenzivní radiativní chlazení, tedy pro nestabilitu prostředí vůči gravitační nestabilitě (pro tyto problémy nestability, viz mé komiksy Mille Milliards de Soleils, Ed. Belin, 8 rue Férou, Paris 75006, nebo v "CD-Lanturlu").
Hmotnost by se pak tendovala rozdělit na proto-galaxie. Okamžitě by "ghost matter" pronikla do dostupného prostoru a dostali bychom schéma galaxií umístěných v dutinách "ghost matter". Toto dává stejný obraz jako ten z přítomnosti záporných hmot v našem vesmíru (hypotéza Souriau). Znovu zvažme schéma galaxií obklopených "zápornou hmotou" (ghost matter, twin matter, hmotou se zápornou hmotností, nezáleží na tom, jaký název si zvolíme).
Podle schématu navrženého Souriau se záporné hmoty odpuzují. V těchto podmínkách by nevysvětlily velkou škálu struktury vesmíru.
Vysvětlení omezení galaxií.
Takže dostáváme schéma, kde "ghost matter" vyvíjí protitlak na galaxii, zajišťující její omezení. Je to alternativa k myšlence přítomnosti temné hmoty uvnitř ní.
Viz
J.P.Petit a P.Midy: Repulsive dark matter. [
Viz na tomto webu: Geometrical Physics A,
3
, 1998, sekce 2
]. Ale existují kulovité galaxie. Ty by tedy měly být umístěny v dutinách stejné geometrie, vytvořených v téměř rovnoměrném rozložení okolní "ghost matter" (připomeňme si, že je teplejší než naše). Byly by tyto dutiny omezené?
Nevadí to Gaussův teorém?
Všichni studenti fyziky vědí, že pokud nabitou koulí rovnoměrně elektricky, elektrické pole je nulové uvnitř. Můžeme tedy předpokládat, že gravitační pole vytvořené uvnitř duté koule přiřadíme k postupným koncentrickým vrstvám, každá z nich přispívá nulou.
To se zdá... zřejmé. Ale tento teorém je založen na předpokladu: že gravitační síla je v 1/r2 v jakékoli vzdálenosti, včetně... do nekonečna.
Newtonův pole dává to, co se nazývá Poissonova rovnice, aplikací Greenovy věty:
DY
= 4 p G
r
Einsteinova rovnice pole pro malé vzdálenosti, slabé zakřivení, téměř stacionární (kosmologicky) a pro malé rychlosti oproti rychlosti světla, poskytuje Newtonův zákon a Poissonovu rovnici.
Může tato rovnice zvládnout rovnoměrné (r = konst.) a nekonečné rozložení hmoty? Dosud to předpokládali. Ale pak docházíme k paradoxu. Představme si symetrii koule a bod O, který je počátkem našich souřadnic. Poissonova rovnice má tvar:
kde r je vzdálenost od středu a Y je gravitační potenciál, z něhož se odvozuje gravitační síla g (radiální v koulí):
Rovnice nemá řešení Y = konst. s r různým od 0. Existuje tedy gravitační síla, což se zdá paradoxní: Můžeme očekávat, že každá částice, podstupující přitažlivou sílu všech sousedních částic, bude podstupovat nulovou výslednou sílu.
Toto řešení je:
Gravitační pole, středované v tomto bodě O, není nulové a odpovídá:
Není jenom, že pole není nulové, ale s rostoucím r se blíží nekonečnu.
Částice, ponořená do této distribuce, by měla tendenci padat do tohoto bodu O.
Předchozí stránka
Další stránka
Zpět na obsah tohoto souboru "Cosmologie Géméllaire"
Zpět na obsah vědecké sekce