Κοσμολογία του διπλού κόσμου Υλικό φάντασμα Αστροφυσική. 5: Αποτελέσματα αριθμητικών προσομοιώσεων 2D. VLS. Σχετικά με ένα πιθανό σχήμα για την εμφάνιση των γαλαξιών.
Σχόλιο:
...Αυτό το άρθρο ήταν μέρος αυτού που υποβλήθηκε στο A & A το Οκτώβριο του 1996. Αυτό το τμήμα αναλύθηκε εκτενώς από τον ανώνυμο κριτικό της περιοδικής, ο οποίος έθεσε ένα εκπληκτικό αριθμό ερωτήσεων, κατά τη διάρκεια των δέκα μηνών που διήρκεσε η συζήτησή μας, η οποία ήταν επίσης πολύ ευγενική και της οποίας μόνο το γεγονός ότι τελείωσε απότομα από τον επιμελητή της περιοδικής είναι νοσταλγικό. Σχετικά με ένα τέτοιο μοντέλο, θέτουμε αμέσως το ερώτημα για πιθανές παρατηρησιακές επιβεβαιώσεις. Για να το κάνουμε αυτό, θα πρέπει να φανταστούμε κοσμικά δοκιμαστικά πειράματα, φαινόμενα που επηρεάζουν το κοσμικό πίσω φόντο, τα οποία θα οφείλονταν κυρίως στα σμήνη της φαντασμαγορικής ύλης που θεωρούνται να βρίσκονται στα μεγάλα κενά γύρω από τα οποία κατανέμονται τα γαλαξία. Το μέσο μέγεθος αυτών των συσσωρευμάτων εξαρτάται ισχυρά από τις "αρχικές συνθήκες" που επιλέγονται. Εάν αυξηθεί η θερμοκρασία T* της φαντασμαγορικής ύλης, το μέγεθός τους αυξάνεται. Παρακάτω παρουσιάζονται αποτελέσματα που είχαν επιτευχθεί με υψηλότερες θερμοκρασίες.
**Σχ.**1: Τα συσσωρεύματα της φαντασμαγορικής ύλης.
**Σχ.**2: Εδώ, επικαλυπτόμενα με την ύλη.
**Σχ.**3: Η κυτταρική δομή της ύλης.
Παρατηρείται (από το άρθρο):
(23)
ότι η πιθανότητα της κάλυψης, σε μια δεδομένη απόσταση r, μειώνεται πολύ γρήγορα συναρτήσει του μέσου διαμέτρου f των συσσωρευμάτων. Η ποσότητα d είναι ένας σταθερός παράμετρος (μέση διάμετρος των φυσαλίδων της VLS). Έτσι, για την ύλη, παρατηρείται μια πιο ομαλή δομή. Ωστόσο, το μέγεθος αυτών των συσσωρευμάτων θα ήταν τέτοιο που θα καλύπταν ακόμη και γαλαξίες που βρίσκονται σε απόσταση λιγότερη από ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός. Γνωρίζουμε ότι το αποτέλεσμά τους στη φωτεινότητα είναι ένας αρνητικός φακός, ισοδύναμος με την παρατήρηση ενός σκηνικού μέσα από έναν αποκλίνοντα φακό. Το αποτέλεσμα είναι να μειώνει τη φαινομενική διάμετρο των αντικειμένων του πίσω φόντου και να τα συγκεντρώνει. Παρατηρήστε τις εικόνες 4, 5 και 6.
Επίδραση θετικής και αρνητικής βαρυτικής φακού.
**Σχ.**5: Αναλογία με την οπτική. **Σχ.**6: Επίδραση στο πίσω φόντο. Αυτό θα δημιουργούσε, για μεγάλες μετατοπίσεις στο κόκκινο, μια εικόνα πληθώρας νανογαλαξιών. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Peebles, αυτό είναι ακριβώς αυτό που παρατηρείται. Συμβατικά, οι αστροφυσικοί νομίζουν ότι όταν το σύμπαν ήταν νεότερο, για μια αναπάντητη αιτία, οι νανογαλαξίες θα είχαν σχηματιστεί πρώτα. Στη συνέχεια, θα εμφανιζόταν πιο βαριά αντικείμενα, μέσω "γαλαξιακού κανιβαλισμού". Το παρόν μοντέλο θα αποτελούσε μια εναλλακτική ερμηνεία για αυτό το τμήμα των παρατηρήσεων με μεγάλη μετατόπιση στο κόκκινο.
Αν υπάρχουν, ποια θα μπορούσε να είναι η δομή αυτών των συσσωρευμάτων της φαντασμαγορικής ύλης; Μπορούμε μόνο να υποθέσουμε. Ανεξάρτητα από αυτό, στο νου μας, όλα θα σχηματιστούν ταυτόχρονα: η VLS, τα σμήνη και οι γαλαξίες. Το γεγονός ότι αντιμετωπίσαμε το πρόβλημα με τον τρόπο που το κάναμε, δηλαδή ξεκινώντας από "αρχικές συνθήκες" υπολογισμένες "μετά την επέκταση", είναι από μόνο του ένα λάθος. Θα έπρεπε να διαχειριστούμε όλα τα φαινόμενα ταυτόχρονα. Ωστόσο, δεν γνωρίζουμε πώς να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα (από το 1994, από τότε που ο Frédéric Landsheat δεν διαθέτει πλέον μεγάλο σύστημα, δεν έχουμε πλέον μέσα υπολογισμού).
Αν μπορούσαμε, ίσως μπορούσαμε να κατασκευάσουμε ένα πιο συνεπές μοντέλο για την εμφάνιση και την εξέλιξη τέτοιων συσσωρευμάτων. Προτείναμε σε αυτό το άρθρο ένα μοντέλο για την εμφάνιση των γαλαξιών: ακριβώς επειδή η ύλη θα συμπιεστεί σε πλάκες θα μπορούσε να εκπέμψει ενέργεια πολύ αποτελεσματικά, μέσω ακτινοβολίας. Έτσι, γίνοντας απότομα ασταθής, θα συμπυκνωνόταν σε προγαλαξίες. Η περιβάλλουσα φαντασμαγορική ύλη θα έμενε απωθημένη στο διαστημικό χώρο, όπου θα ασκούσε αμέσως αντίσταση σε αυτούς τους νέους γαλαξίες (φαινόμενο της έλλειψης μάζας). Ωστόσο, η σχετικά υψηλή θερμοκρασία της θα της έδινε αρκετή ομοιογένεια σε αυτό το σημείο ώστε να μη δημιουργεί σημαντικά φαινόμενα αρνητικής φακού. Υπενθυμίζουμε ότι το φαινόμενο της βαρυτικής φακού είναι μηδενικό όταν η ύλη διαπερνά ένα ομοιόμορφο μέσο, ανεξάρτητα από την πυκνότητά του.
Θα ήταν πολύ ενδιαφέρον να προσομοιώσουμε, ακόμα και σε 2D, τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ γαλαξιών που βρίσκονται σε αυτά τα κενά της φαντασμαγορικής ύλης (που τους συνοδεύουν φυσικά στην κίνησή τους). Λογικά, αν οι γαλαξίες πλησιάζουν αρκετά κοντά και τα κενά αγγίξουν, αυτό θα ευνοούσε τη συγχώνευσή τους (merging). Παρατηρήστε το προτεινόμενο σχήμα στην εικόνα 7.
Πρόταση ενός σχήματος για τη συγχώνευση δύο γαλαξιών.
Αν η ύλη, μετά τη συμπίεση σε λεπτές πλάκες, μπόρεσε να γεννήσει γαλαξίες, λόγω της ικανότητάς της να ψύξει αποτελεσματικά, τότε τα συσσωρεύματα, πιθανώς πιο πυκνά, ίσως σφαιροειδή, δεν θα είχαν την ίδια ικανότητα. Στην αρχή, και αυτό θα εξεταστεί σε άλλα άρθρα, δεν θα υπήρχε διαφορά φύσης μεταξύ της ύλης και της φαντασμαγορικής ύλης. Και τα δύο θα αποτελούνταν από πυρήνες, πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, καθώς και όλες τις αντισωματίδια που αντιστοιχούν (στο άρθρο [15] δείχνεται ότι η δυϊκότητα ύλης-αντιύλης επίσης ισχύει στο φαντασμαγορικό σύμπαν). Ωστόσο, για να περιγράψουμε ένα τέτοιο περιβάλλον, θα χρειαζόταν να έχουμε κάποιες ιδέες για την πρωτογενή νουκλεοσύνθεση που λειτουργεί στη φαντασμαγορική ύλη, δηλαδή να μπορούμε να περιγράψουμε με σχετική ακρίβεια την ακτινοβολική της φάση. Μπορεί να αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο, που προέρχονται από αυτή την πρωτογενή νουκλεοσύνθεση, σε ανεκτικές ποσότητες.
Μπορούμε τότε να συγκρίνουμε τα συσσωρεύματα με τεράστια προτύπα αστέρων. Η ποσότητα θερμότητας, για μια ίδια θερμοκρασία, είναι ανάλογη με τον κύβο της ακτίνας του αντικειμένου και η εκπεμπόμενη επιφάνεια με το τετράγωνό της. Ποι