Modelo cosmológico inestabilidad gravitacional doble

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • El modelo cosmológico 'big bang gemelo' explora la inestabilidad gravitacional con dos poblaciones de masas diferentes.
  • Las simulaciones muestran que la materia fantasma, más densa, influye en la formación de las estructuras cósmicas.
  • La materia ordinaria y la materia fantasma interactúan de manera que estabilizan mutuamente sus estructuras.

a204 Un modelo cosmológico: el doble big bang. (p.4)

La inestabilidad gravitacional podría ser ilustrada por una sola población (de bolas de peso), colocada sobre un colchón suave. Si algunas bolas pesadas forman un grupo, en un punto cualquiera, ellas crean una depresión en el colchón y tienden a atraer a sus vecinas. Este fenómeno se llama acreción.

...De la misma manera, un sistema compuesto por una sola población de bolas de ping-pong sería inestable. Si algunas forman un grupo en un punto cualquiera, ellas se elevan sobre la hoja y atraen a sus vecinas.

...Con estas dos poblaciones (bolas pesadas y bolas de ping-pong), simulamos inestabilidades gravitacionales conjuntas. Ellas pueden producir indistintamente grupos de materia o grupos de materia fantasma. En la figura (156 ter), la simulación de las inestabilidades conjuntas da un grupo de materia fantasma (grupo de bolas de ping-pong), con confinamiento reforzado (por las bolas negras pesadas).

...En 1994 comenzamos a estudiar el comportamiento de este sistema mediante simulaciones numéricas en 2D. En los artículos:
- J.P. Petit & P. Midy : Materia oscura repulsiva. Física Geométrica A, 3, sección 3, figura 5.
- J.P. Petit & P. Midy : Materia oscura repulsiva. Física Geométrica A, 4 Astrofísica materia-fantasma. 1. El marco geométrico. La era de la materia y la aproximación newtoniana.

...Nuestro modelo cosmológico muestra que la densidad de materia r y la densidad de materia fantasma r* son diferentes, debido a la inestabilidad del proceso de expansión de los dos universos (r* @ 64 r). Además, la velocidad térmica Vth en el pliegue gemelo F se reveló ser cuatro veces mayor que la de la nuestra. Utilizamos dos conjuntos de 5000 puntos masivos interactivos. Para manejar este contraste de densidad de masa, "pesamos" nuestros puntos masivos según: m* = 65 m.

...Las simulaciones en 3D requerirían más puntos: fuera del alcance de nuestro sistema (actualmente, en abril de 1998, la situación es diferente: ya no tenemos ningún sistema...).

...Estos resultados obtenidos son solo una exploración cualitativa del sistema, con contraste de densidad de masa y velocidades térmicas diferentes. Observamos que la materia fantasma, la población más densa, dirige el juego. Como los tiempos de acrécimo son:
(156d)

la materia fantasma, poseyendo la más pequeña, forma grupos. La materia ordinaria ocupa el espacio restante. Las siguientes figuras provienen de:
J.P. Petit, P. Midy y F. Landsheat : Astrofísica materia-fantasma. 5: Resultados de las simulaciones numéricas 2D. VLS. Acerca de un esquema posible para la formación de galaxias. Física Geométrica A, 8, 1998.
*(157)

Las dos poblaciones, juntas:
(158)

...Comparado con las simulaciones de Mellot, basadas en la teoría de los "pancakes" de Zel'dovitch, nuestra estructura es notablemente estable en el tiempo. La distribución lacunar tiende a mantener los grupos en su lugar. Inversamente, los grupos fijan la estructura lacunar en el espacio. Cada uno actúa sobre el otro como una barrera potencial. Se estabilizan mutuamente.

...Al volver al modelo de las bolas pesadas y las bolas de ping-pong, podemos esquematizarlo, como se muestra en la figura (158 bis). Para simular el contraste de densidad de masa, colocamos pequeños plomos sobre el lienzo.

...Podemos imaginar una configuración diferente, donde la materia fantasma es tan caliente que su "longitud de Jeans" es más grande que la longitud característica del recipiente. Entonces, los plomos forman un grupo. Ver la depresión en la figura (158 ter). La presencia de las bolas de ping-pong circundantes modifica el flanco de la depresión (su inclinación) y reforzará el efecto de confinamiento.

...Este es un modelo didáctico de una galaxia rodeada de materia fantasma caliente, que la confina.