το παγκόσμιο σύμπαν της αστροφυσικής και της κοσμολογίας
Μαύρη ύλη - Μαύρη ύλη αστροφυσικής. 5 : Αποτελέσματα αριθμητικών προσομοιώσεων 2D.
VLS. Σχετικά με ένα πιθανό σχήμα για την εμφάνιση των γαλαξιών (σελ. 10).
** Θετική και αρνητική φακοποίηση.** Εικ.5 : Αναλογία με την οπτική. Εικ.6 : Επίδραση στο παρασκήνιο. Αυτό θα δημιουργούσε, για μεγάλες τιμές του κόκκινου μετατόπισης, μια εικόνα πληθώρας μικρών γαλαξιών. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Peebles, αυτό είναι ακριβώς αυτό που παρατηρείται. Κλασσικά, οι αστροφυσικοί θεωρούν ότι όταν το σύμπαν ήταν νεότερο, για μια απροσδιόριστη αιτία, πρώτα θα είχαν σχηματιστεί μικροί γαλαξίες. 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 τιμή κόκκινης μετατόπισης.
Αν υπάρχουν, ποια θα μπορούσε να είναι η δομή αυτών των συσσωρευμάτων της μαύρης ύλης; Μπορούμε μόνο να υποθέσουμε. Ανεξάρτητα, στο νου μας, όλα θα σχηματιζόταν ταυτόχρονα: η VLS, τα σμήνη και οι γαλαξίες. Το γεγονός ότι θεωρήσαμε το πρόβλημα με τον τρόπο που το έχουμε κάνει, δηλαδή ξεκινώντας από "αρχικές συνθήκες" υπολογισμένες "μετά την επέκταση", είναι από μόνο του μια παρανομία. Θα έπρεπε να διαχειριστούμε όλα τα φαινόμενα ταυτόχρονα. Ωστόσο, δεν ξέρουμε πώς να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα (ανεξάρτητα, 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 έγγραφο ένα μοντέλο για την εμφάνιση των γαλαξιών: ακριβώς επειδή η ύλη θα συμπιεστεί σε πλάκες θα μπορούσε να αποβάλει ενέργεια πολύ αποτελεσματικά, μέσω ακτινοβολίας. Έτσι, γίνοντας απότομα ασταθής, θα συμπυκνωνόταν σε πρωτογαλαξίες. Η περιβάλλουσα μαύρη ύλη θα απωθείτο στο διαστημικό χώρο, όπου θα ασκούσε αμέσως αντίσταση σε αυτούς τους νέους γαλαξίες (φαινόμενο της απουσίας μάζας). Ωστόσο, η σχετικά υψηλή θερμοκρασία της θα της έδινε αρκετή ομοιογένεια σε αυτά τα σημεία, ώστε να μην δημιουργεί ορατά αποτελέσματα μέσω αρνητικής φακοποίησης. Υπενθυμίζουμε ότι το φαινόμενο της βαρυτικής φακοποίησης είναι μηδενικό όταν η ύλη διαπερνά ένα ομοιογενές μέσο, ανεξάρτητα από την πυκνότητά του.
Θα ήταν εξαιρετικά ενδιαφέρον να προσομοιώσουμε, ακόμα και σε 2D, τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ γαλαξιών που βρίσκονται σε αυτές τις κοιλότητες της μαύρης ύλης (που τους συνοδεύουν φυσικά στην κίνησή τους). Λογικά, αν αυτοί οι γαλαξίες πλησιάζουν αρκετά κοντά και οι κοιλότητες έρθουν σε επαφή, τότε θα ευνοούσε τη συγχώνευσή τους (merging). Παρατηρήστε το προτεινόμενο σχήμα στην εικόνα 7.
Πρόταση ενός σχήματος συγχώνευσης δύο γαλαξιών.
Αν η ύλη, μετά την επίτευξη αυτής της συμπίεσης σε λεπτές πλάκες, ήταν σε θέση να δώσει γαλαξίες, λόγω της ικανότητάς της να ψυχραίνει αποτελεσματικά, τότε δεν θα ήταν το ίδιο για τα συσσωρεύματα, πιο συμπαγή, πιθανώς σφαιροειδή. Σε θεωρητικό επίπεδο, και αυτό θα εξεταστεί σε άλλα άρθρα, δεν θα υπήρχε διαφορά φύσης μεταξύ της ύλης και της μαύρης ύλης. Και τα δύο θα αποτελούνταν από πυρήνες, πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, καθώς και όλες τις αντισωματίδια που τους αντιστοιχούν (στο άρθρο [15] φαίνεται ότι η δυαδικότητα ύλης-αντιύλης ισχύει επίσης στον μαύρο κόσμο). Ωστόσο, για να περιγράψουμε ένα τέτοιο περιβάλλον, θα χρειαζόμασταν κάποιες ιδέες για την πρωτογενή νουκλεοσύνθεση που λειτουργεί στη μαύρη ύλη, δηλαδή να μπορούμε να περιγράψουμε με σχετική ακρίβεια την ακτινοβολιακή της φάση. Μπορεί να αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο, που προέρχονται από αυτή την πρωτογενή νουκλεοσύνθεση, σε αξιοπρεπή ποσότητα.
Τότε θα μπορούσαμε να συγκρίνουμε τα συσσωρεύματα με τεράστια πρωτοαστέρια. Η ποσότητα θερμότητας, για μια ίδια θερμοκρασία, είναι ανάλογη με τον κύβο της ακτίνας του αντικειμένου και η εκπομπή επιφάνειας με το τετράγωνο. Ποιο θα ήταν τότε το χρόνο ψύξης αυτών των συσσωρευμάτων; Ίσως πολύ μεγαλύτερος από την ηλικία του σύμπαντος. Έτσι, αυτός ο πρωτογενής αέριος του μαύρου σύμπαντος δεν θα είχε ποτέ μπορέσει να αποβάλει αρκετή θερμότητα μέσω ακτινοβολίας για να συμπιεστεί μέχρι το σημείο που θα εμφανιζόταν η σύγκλιση στο εσωτερικό (700.000 βαθμοί τουλάχιστον).
Μπορούμε να υποθέσουμε ότι το μαύρο σύμπαν δεν θα περιείχε στοιχεία πιο βαρύτατα από το ήλιο, λόγω της αδυναμίας του να σχηματίσει αστέρια όπου θα τα δημιουργούσε. Αυτά τα συσσωρεύματα θα ήταν τότε, για ένα ταξιδιώτη που θα προχώρησε σε αυτό το αντίστοιχο κόσμο, τεράστιες μάζες αερίου που εκπέμπουν στο κόκκινο και στο υπεριώδες.
Ωστόσο, σε άλλες εργασίες θα προτείνουμε ότι τα αστέρια νετρονίων που έχουν φτάσει στην κρίσιμη μάζα τους θα μπορούσαν να αποβάλουν ύλη στο μαύρο σύμπαν, δημιουργώντας ένα υπερτορικό γέφυρα, είτε με ήρεμο τρόπο, είτε να δώσουν μέσω πιο βαριών μεταφορών, για παράδειγμα, προκαλούμενες από τη σύγκρουση ενός διπλού συστήματος που αποτελείται από δύο αστέρια νετρονίων που περιφέρονται γύρω από ένα κοινό κέντρο βαρύτητας. Γνωρίζουμε (έργα του Thibaud-Damour) ότι η εκπομπή βαρυτικών κυμάτων επιβραδύνει την περιστροφή τους. Έτσι, τέτοιες συγκρούσεις φαίνεται να είναι αναπόφευκτες.
Αυτές οι μεταφορές θα εμπλουτίσουν το μαύρο σύμπαν με βαρύτερα στοιχεία. Αυτό, το υπογραμμίζουμε, είναι αυτή τη στιγμή μόνο θεωρία. Υποθέτουμε ότι κατά τη διάρκεια μιας απότομης μεταφοράς, το μεγαλύτερο μέρος της μάζας θα εκτοξευόταν στο μαύρο σύμπαν, όπου θα παρέμενε, αντί του αστέριου νετρονίου, το οποίο θα είχε γίνει απλώς ένα αστέρι νετρονίου μαύρης ύλης. Στην περίπτωση μιας συνεχούς αποβολής ύλης, μέσω αυτού του "υπερπλεονάσματος", αυτή θα διασποριόταν στο μαύρο σύμπαν, απωθούμενη από το αστέρι νετρονίου από το οποίο προέρχεται, παραμένοντας στο δικό μας σύμπαν. Αυτή η διαδικασία θα διασποριόταν τα βαρύτερα στοιχεία σε όλα τ