διπλή κοσμολογία
| 1 |
|---|
****Το σύνολο του αρχείου, σε pdf, συγκεντρωμένο από έναν αναγνώστη, Alain Schamp (Δεκέμβριος 2007 )
Το πρόβλημα της ηλικίας του σύμπαντος.
...Φυσικά, προσπαθούμε να συνδέσουμε λογικά αυτές τις διαφορετικές εργασίες. Αργότερα, οι παρατηρήσεις σχετικά με την εξέλιξη αυτών των δύο κοσμικών συστημάτων μας οδηγούν στην συμπέρασμα ότι η μέση πυκνότητα της "φαντασματικής ύλης" πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτή της κοινής ύλης.
...Για να "επεξεργαστούμε" το σύστημα των δύο συνδεδεμένων εξισώσεων πεδίου, περιγράφουμε τα δύο φύλλα του σύμπαντος με μετρικές που ονομάζονται Robertson Walker. Πρόκειται για την ριμανική μετρική που περιλαμβάνει τις δύο υποθέσεις της ομογενείας και της ισοτροπίας, έτσι που στην περίπτωση ενός μόνο σύμπαντος οδηγεί στις λύσεις του Friedmann.
...Εισάγουμε δύο παράγοντες κλίμακας R(t) και R*(t). Είναι οι χαρακτηριστικές διαστάσεις σχετικές με τα δύο σύμπαντα.
...Το πρόβλημα αφορά τις αρχικές συνθήκες. Υποθέτουμε "στην αρχή" (αλλά αυτός ο όρος θα επαναληφθεί και σχολιαστεί αργότερα) ότι τα παράμετροι των δύο συμπάντων είναι ίδιοι (r = r*, p = p*). Σε αυτές τις συνθήκες T = T* και οι εξισώσεις πεδίου γίνονται:
S = S* = 0
Η λύση είναι τότε:
R = R* = ct
Μια γραμμική επέκταση στα δύο σύμπαντα.
...Προφανής αντιρρήσεις: τι γίνεται με την νουκλεοσύνθεση, τη σύνθεση του ηλίου, για παράδειγμα; Μια γραμμική επέκταση θα ήταν πολύ αργή. Αν αναπτύξουμε το χρόνο, όπως στο πρότυπο μοντέλο, καταλήγουμε σε συνθήκες όπου η θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλή για να αντιστοιχεί στη σύνθεση του υδρογόνου σε ηλιο (και του φαντασματικού υδρογόνου σε φαντασματικό ηλιο).
...Στο πρότυπο μοντέλο, το μοντέλο του Friedmann είναι η ταχύτητα της επέκτασης, στην πρώιμη φάση, που καταψύχει την αντίδραση και εμποδίζει τη μετατροπή όλου του υδρογόνου σε ηλιο.
...Ας αναβάλουμε την απάντηση σε αυτή την ερώτηση αργότερα, λέγοντας απλά ότι ο τρόπος εξέλιξης είναι διαφορετικός ανάλογα με το αν η ύλη ή την ακτινοβολία προκρίνεται. Ας ξεκινήσουμε να ασχοληθούμε με τη "φάση ύλης", όταν η συνεισφορά της ακτινοβολίας γίνεται αμελητέα (στο πρότυπο μοντέλο αυτό αντιστοιχεί σε t = 500.000 χρόνια).
...Τότε αποδεικνύεται ότι αυτός ο τρόπος επέκτασης R = R* = ct είναι ασταθής. Ένα από τα δύο σύμπαντα βλέπει την επέκτασή του να επιταχύνεται, ενώ στο άλλο επιβραδύνεται. [Δείτε στο ιστότοπο: Geometrical Physics A , 4 , 1998, το κεφάλαιο 2.]
...Υποθέτουμε ότι είναι το δικό μας σύμπαν που βλέπει την επέκτασή του να επιταχύνεται.
...Όπως είδαμε παραπάνω, η σταθερά του Hubble συνδέεται με την εφαπτομένη της καμπύλης R(t). Στο πρότυπο μοντέλο, με μια σταθερά του κόσμου ίση με μηδέν:
Με αυτό το νέο μοντέλο, έχουμε:
...Η διακεκομμένη γραμμή αντιστοιχεί στο πρότυπο μοντέλο. Παρατηρείται ότι έχει μια παλαιότερη ηλικία σε σχέση με αυτό. Στην πραγματικότητα, σε αυτή την αστάθεια των δύο συνολικών επεκτάσεων, το φαντασματικό σύμπαν συμπεριφέρεται σαν να προωθεί το δικό μας, το οποίο, αντιθέτως, το επιβραδύνει.
...Το φαντασματικό σύμπαν συμπεριφέρεται... ως μια σταθερά του κόσμου. Το αποτέλεσμά του είναι παρόμοιο με αυτό το μυστηριώδες "απωθητικό δύναμη του κενού".
...Υπήρχε μια εποχή που πολλοί πίστευαν ότι το υδράργυρος ανέβαινε στα βαρόμετρα γιατί η φύση έχει απογοήτευση από το κενό.
Σήμερα το κενό δεν είναι άσχημο: έχει γίνει απωθητικό
...Αυτή η θεωρία των δύο αλληλεπιδραστικών συμπάντων παρέχει μια ερμηνεία που έχει το πλεονέκτημα να είναι λιγότερο εσωτερική, κανείς δεν ξέρει τι είναι η απογοήτευση του κενού. Ωστόσο, το σύμπαν που τείνει να επιταχύνεται παραμένει αρκετά κοντά στον γραμμικό νόμο, γεγονός που επιτρέπει τη θεώρηση ενός αρκετά ευρύτατου φάσματος σεναρίων επέκτασης που θα ταιριάζουν με το πρόβλημα της ηλικίας των παλαιότερων αστέρων του γαλαξία μας.
...Πώς να επιλέξουμε μεταξύ ενός ή του άλλου σεναρίου συνδυασμένης επέκτασης R(t) και R*(t), συνδεδεμένων μέσω δύο διαφορικών εξισώσεων; [Δείτε στο ιστότοπο: *τις εξισώσεις (37-a) και (37-b) του Geometrical Physics A, 4, *1998.]
Επιστροφή στο Περιεχόμενο Επιστήμης Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα
../../bons_commande/bon_global.htm
.
