διπλός κόσμος, γεμέλλα κοσμολογία
| 8 |
|---|
Μία εναλλακτική θεωρία για τη σπειροειδή δομή.
...Αυτό το μοντέλο παρέχει μία νέα προοπτική για τη σπειροειδή δομή, αποδίδοντάς την στην αλληλεπίδραση μεταξύ της γαλαξία και του περιβάλλοντός του από «φαντασματική ύλη». Η θεωρία της Φρανσουάζ Κόμπ είναι βασισμένη στην αλληλεπίδραση δύο πληθυσμών: της ύλης του γαλαξία και μίας μάζας ψυχρού υδρογόνου, αδιάκριτης και με άγνωστη προέλευση. Πρέπει να σημειωθεί ότι ένα μοντέλο αλληλεπίδρασης με δύο πληθυσμούς είχε ήδη προταθεί το 1986 στην κινηματογραφική μας επιχείρηση «Ένα δισεκατομμύριο Ήλιους», Εκδόσεις Μπελέν.
...Έχουμε πραγματοποιήσει δοκιμές μέσω προσομοιώσεων 2D. Δείτε: J.P. Petit και F. Landsheat: Φαντασματική ύλη, αστροφυσική 6: Σπειροειδής δομή. [ Σε αυτό το ιστοσελίδα: Γεωμετρική Φυσική Α, 9, 1998.]
...Δεν χρειάζεται να διπλασιάσουμε τις εικόνες. Εάν είναι δυνατό, θα συμπεριλάβουμε στην ιστοσελίδα την πολύ εντυπωσιακή εναλλαγή που δείχνει τη γένεση ενός γαλαξία με ράβδο. Έχουμε δύο καθεστώτα. Πρώτα, μία δυναμική τριβή με έντονη επιβράδυνση του γαλαξία. Η ράβδος σχηματίζεται πολύ γρήγορα, καθώς και τα σπειροειδή βραχίονες. Η επιβράδυνση γίνεται τότε αμελητέα. Το σύστημα διαρκεί τότε για πολλούς γύρους, με την πηγή να είναι η επίδραση των θερμοκρασιακών δυνάμεων. Δείτε τη συνέχεια των εικόνων στο αναφερόμενο άρθρο. Φυσικά, αυτά τα αποτελέσματα πρέπει να ληφθούν με προσοχή, επειδή πρόκειται μόνο για αποτελέσματα 2D. Ωστόσο, οι υπολογιστικές δυνατότητές μας δεν μας επιτρέπουν να κάνουμε προσομοιώσεις 3D. Εάν μία ομάδα προτείνει να πάρει τη συνέχεια, θα είμαστε απολύτως διατεθειμένοι να της παράσχουμε όλες τις απαραίτητες τεχνικές οδηγίες.
...Στις "κλασικές" προσομοιώσεις το πρόβλημα είναι να διασφαλιστεί η επιβίωση των σπειροειδών βραχίονων. Το φαινόμενο αντιστοιχεί, ωστόσο, σε μία διάσπαση ενέργειας. Τα στοιχεία του γαλαξία, τα «αστέρια», αποκτούν τότε μεγάλες ταχύτητες, πράγμα που οδηγεί στην εξαφάνιση της σπειροειδούς δομής, η οποία θα έπρεπε να ανακατασκευαστεί με ένα νέο πρόσφορο ψυχρό αέριο, για παράδειγμα.
...Στο μοντέλο μας φαίνεται ότι το περιβάλλον «φαντασματικής ύλης» δρα ως «δυναμικό φράγμα» και εμποδίζει αυτά τα αντικείμενα να διαφύγουν. Έτσι, ο γαλαξίας διατηρεί τους σπειροειδείς βραχίονές του για πολλούς γύρους. Αυτό όμως απαιτεί επιβεβαίωση σε 3D.
...Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, έχουμε δύο νέους συνεργάτες που εργάζονται σε αυτά τα θέματα προσομοίωσης και ελπίζουμε πολλά από τις νέες εργασίες αυτές (η σειρά που δείχνει τη γένεση των σπειροειδών βραχίονων σε ένα γαλαξία ημερομηνίας 1994...). Η υπολογιστική ισχύς των νέων υλικών, που είναι πλέον προσβάσιμη για απλούς πολίτες, επιτρέπει να «παίζουμε στην κορυφή των μεγάλων» με ένα απλό μικροϋπολογιστή. Μπορεί κανείς να διαχειριστεί αρκετά «σημεία μάζας» με τέτοια συστήματα ώστε να απεικονίσει πολύ γρήγορα τους γαλαξίες όπως είναι στην πραγματικότητα, δηλαδή με δύο «πληθυσμούς», πολύ διαφορετικούς ως προς διάφορα κριτήρια:
-
Ο «πληθυσμός I» ή «πληθυσμός σφαιρικός», αποτελούμενος από παλιά αστέρια (και σφαιρικά συστήματα), των οποίων οι τροχιές αποκλίνουν σημαντικά από το επίπεδο του ισημερινού.
-
Ο «πληθυσμός II» ή «πληθυσμός δίσκος», που συγκεντρώνει δυναμικά τα νέα αστέρια και μάζες αερίου διαφορετικής σημασίας. Αυτός ο δεύτερος συνδυασμός μαζών τοποθετείται πολύ κοντά στο επίπεδο του ισημερινού του γαλαξία. Σε αυτόν τον πληθυσμό δημιουργείται η σπειροειδής δομή ως «κύμα πυκνότητας». Πρόκειται για ένα πολύ μη-γραμμικό φαινόμενο, που μπορεί ακόμα και να συγκριθεί με ένα «κύμα σοκ».
...Αντίθετα, το φαινόμενο της σπειροειδούς δομής επηρεάζει σχετικά λίγο τον πληθυσμό I, ο οποίος όμως αποτελεί το 90% της μάζας του γαλαξία. Θα είναι πολύ ενδιαφέρον να μπορέσουμε τέλος να προσεγγίσουμε πιο κοντά την αστροφυσική πραγματικότητα, απεικονίζοντας τον γαλαξία όχι με έναν μοναδικό πληθυσμό σημείων μάζας, αλλά με δύο.
Η φάση ακτινοβολίας.
Εδώ επιστρέφουμε στα κοσμολογικά στοιχεία του μοντέλου. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η λύση με γραμμική αρχή (όπου R και R* γύρω από το t = 0 αυξάνονται ανάλογα με το χρόνο) παρουσιάζει πρόβλημα. Μία τέτοια διαστολή θα ήταν πολύ αργή για να εξασφαλίσει τη σταθεροποίηση της πρωτογενούς νουκλεοσύνθεσης. Έτσι, αναγκαστήκαμε να δημιουργήσουμε σύνδεση με προηγούμενες εργασίες, που έχουν ημερομηνία 1988-1989, και έχουν συμπεριληφθεί στην ιστοσελίδα: J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1527 J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1733 J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A4 (1989) 2201 και με: J.P. Petit: Twin Universe Cosmology: Astronomy and Space Science 226: 273-307, 1995 και [Δείτε στην ιστοσελίδα: Geometrical Physics A, 2.]
...Η ιδέα είναι τότε να υποθέσουμε ότι οι φυσικές σταθερές εξαρτώνται από την πυκνότητα ενέργειας. Στις προηγούμενες εργασίες είχαμε δείξει ότι μπορούν να εξεταστούν συνδυασμένες μεταβολές των φυσικών σταθερών, διατηρώντας αμετάβλητες όλες τις εξισώσεις της φυσικής (εξίσωση πεδίου, Σρέντιγκερ, Μαξγκουέλ, κ.λπ.). Προτείνουμε ότι ένα τέτοιο μοντέλο μπορεί να εφαρμοστεί στη φάση ακτινοβολίας, όταν η ενέργεια-ύλη βρίσκεται κυρίως σε μορφή ακτινοβολίας.
...Όταν ανατρέχουμε προς το παρελθόν, η πυκνότητα ενέργειας-ύλης αυξάνεται. Φτάνουμε σε νόμους όταν rr >> rm (όταν η πυκνότητα ενέργειας-ύλης σε μορφή ακτινοβολίας είναι μεγάλη σε σχέση με την πυκνότητα σε μορφή ύλης):
...G είναι η σταθερά της βαρύτητας, m η μάζα, h η σταθερά του Πλανκ, c η ταχύτητα του φωτός και e η ηλεκτρική φορτίο. Λαμβάνουμε αυτές τις ποσότητες ίδιες στα δύο φύλλα (χωρίς να δικαιολογούμε αυτή την επιλογή).
...Πριν περιγράψουμε πιο λεπτομερώς αυτό το μοντέλο, δώστε τη δικαιολόγησή του. Είδαμε παραπάνω ότι η εξαιρετική ομοιογένεια του πρωτογενούς κόσμου, που εκφράζεται από την ομοιογένεια της ακτινοβολίας υπό βάση 2,7°K, ήταν δύσκολο να εξηγηθεί σε ένα κλασικό πλαίσιο. Έτσι, έπρεπε να προσθέσουμε στην παλαιά θεωρία του Big Bang ένα νέο μοντέλο: την επέκταση. Για τους Γάλλους, αυτό το λέξη μεταφράζεται αρκετά κακώς. Προέρχεται από το αγγλικό ρήμα to inflate, που σημαίνει να φουσκώσει. Έτσι, με την επιβάρυνση με βαριές υποθέσεις, υποθέτουμε ότι ο κόσμος θα είχε υποστεί μία φανταστική διαστολή στην «αρχή» του. Τότε η ομοιογένειά του μπορεί να εξηγηθεί. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή είναι η μόνη παρατηρησιακή επιβεβαίωση του μοντέλου του Λίντε, της θεωρίας της επέκτασης. Το κόστος που πληρώνεται είναι ωστόσο σχετικά υψηλό.
...Εδώ εξετάζουμε τη δυνατότητα οι φυσικές σταθερές να εξαρτώνται από την πυκνότητα ενέργειας-ύλης, πέρα από ένα συγκεκριμένο κατώφλι. Δεν είναι χειρότερο από τις υποθέσεις που βασίζονται στη θεωρία της επέκτασης, σε γενικές γραμμές. Ωστόσο, το όφελος είναι διπλό:
-
Εξηγούμε την ομοιογένεια του πρωτογενούς κόσμου
-
Αποκτούμε μία αναδιοργάνωση της μεταβλητής χρόνου.
...Για την ομοιογένεια, είναι αρκετά απλό. Είδαμε ότι στο κλασικό μοντέλο, με c σταθερό, τα πράγματα εξαρτώνται από τη σύγκριση του ορίζοντα ct με τη μέση απόσταση μεταξύ των σωματιδίων.
...Σε αυτή τη νέα προοπτική, αναφορές [Σε αυτή την ιστοσελίδα: Γεωμετρική Φυσική Α, 3, 1998, εικόνα 17] και [Γεωμετρική Φυσική Α, 6, 1998, εικόνα 10,] διατηρώντας αυτή τη χρονική μεταβλητή t:
...Η ομοιογένεια του κοσμικού μέσου είναι εξασφαλισμένη σε όλες τις εποχές. Αυτή η διαφορά οφείλεται στο γεγονός ότι η ταχύτητα του φωτός c αυξάνεται καθώς ανατρέχουμε προς το παρελθόν. Δείτε την εικόνα 5 της αναφοράς [Σε αυτή την ιστοσελίδα: Γεωμετρική Φυσική Α, 6, 1998].
Μία σημείωση περαστικά:
...Για πολλά χρόνια ήμασταν «οι αποκλειστικοί που παίζαμε με τη μεταβολή των φυσικών σταθερών», ένα θέμα έρευνας που δεν είχε ληφθεί καθόλου σοβαρά στη Γαλλία, ειδικά στα κέντρα του CNRS. Πολλοί θεωρούσαν την ιδέα πλήρως απίθανη «επειδή οι παρατηρήσεις επέτρεπαν να δηλώσουμε ότι αυτές οι σταθερές δεν μπορούσαν να έχουν μεταβληθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια των δισεκατομμυρίων ετών».
...Καταλαβαίνουμε αυτή τη στάση, επειδή είναι αλήθεια ότι καμία πείραμα ή παρατήρηση δεν μπόρεσε να αποδείξει μία τέτοια μεταβολή οποιασδήποτε φυσικής σταθεράς. Είμαστε σύμφωνοι. Ωστόσο, το ερώτημα τέθηκε λάθος. Στις εργασίες που αναπτύξαμε από το 1988, πάντα ήταν θέμα συνδυασμένων μεταβολών των φυσικών σταθερών, μεταβολών που άφηναν αμετάβλητες ειδικά... τις εξισώσεις της φυσικής. Όμως κάθε πείραμα βασίζεται σε τέτοιες εξισώσεις. Εάν οι εξισώσεις είναι αμετάβλητες, τότε το «φαινόμενο» δεν θα μπορέσει να ανακαλυφθεί, απλώς επειδή τα όργανα μέτρησης «διαφοροποιούνται παράλληλα με το φαινόμενο που θέλουμε να ανακαλύψουμε».
...Δώστε μία εικόνα για να δείξουμε αυτή την ιδέα. Φανταστείτε ότι μετράτε το μήκος μίας σιδερένιας τραπεζιού με ένα σιδερένιο μέτρο. Βρίσκετε μία σταθερή απόσταση. Αυτό σημαίνει ότι η τραπεζίτσα διατηρεί σταθερό μήκος; Όχι απαραίτητα. Η θερμοκρασία στο εργαστήριο μπορεί να μεταβάλλεται, φαινόμενο που δεν θα μπορέσετε να ανακαλύψετε λόγω της διαστολής της σιδερένιας τραπεζίτσας, απλώς επειδή το όργανο μέτρησης, το ίδιο μέταλλο, διαστέλλεται με το αντικείμενο που πρέπει να μετρήσει! ...Αν τίποτα δεν είναι μετρήσιμο, θα μου πείτε, τότε πού είναι το ενδιαφέρον; Όπως δείχνουμε στις εργασίες μας (συμπεριλαμβανομένου του άρθρου που δημοσιεύτηκε με τον Πιερ Μίντι τον Αύγουστο 1999 στο The International Journal of Physics D, με τίτλο «scale invariant cosmology» (κοσμολογία αναλλοίωτη ως προς αλλαγή κλίμακας), οι παρατηρήσιμες ποσότητες είναι δύο ειδών:
-
Ο μετατόπιση στο κόκκινο
-
Η πρόβλεψη της ομοιογένειας του πρωτογενούς κόσμου.
...Έλα χρόνος. Είπαμε παραπάνω ότι η επιλογή συντεταγμένων είναι αυθαίρετη. Μπορούμε να φανταστούμε μία μέτρηση του χρόνου που να είναι αναλλοίωτη ως προς αλλαγή συντεταγμένων;
Την έχουμε μπροστά μας.