univers gemelo cosmología gemela
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...La analogía con una lente de vidrio es relativamente buena. Una masa positiva M hace converger los rayos. Una masa M* los hace divergir:
Analogía con la óptica:
...Cuando se observa un papel pintado con puntos a través de una lente divergente, se puede apreciar un mayor número de objetos, de menor diámetro aparente. Pero es su luminosidad la que se reduce (su "magnitud aparente"):
...Desde el punto de vista cosmológico, los conglomerados de materia fantasma, actuando como lentes divergentes, deberían reducir la magnitud de las galaxias con alto corrimiento al rojo, al tiempo que multiplican su número.
...Para evaluar el efecto sería necesario conocer el diámetro de los conglomerados de materia fantasma, lo cual es difícil de hacer. Si se forman, no se sabe de antemano qué pueden llegar a ser. ¿Se constituyen en galaxias hipergrandes?
...Si se sitúan en el centro de las "grandes burbujas vacías", están, en promedio, a cien millones de años luz unos de otros. Pero la influencia sobre el fondo lejano depende fuertemente de su diámetro f. Ver:
J.P. Petit, P. Midy y F. Landsheat: Materia fantasma astrofísica. 5: Resultados de simulaciones numéricas 2D. VLS. Sobre un posible esquema para la formación de galaxias. [En este sitio: Física Geométrica A, 8, 1998, sección 3, expresión (23) y figura 18. ]
...Sea como fuere, si estos objetos existen, deberían crear la apariencia de un gran número de galaxias enanas para altos corrimientos al rojo. Y precisamente eso es lo que se observa (P.J.E. Peebles: Principios de cosmología física, Serie de Física de Princeton, 1993). La interpretación clásica es que las galaxias enanas se formarían primero, y luego darían origen a objetos más grandes mediante fusión, canibalismo galáctico (merging). Nuestro modelo ofrece una interpretación alternativa de este efecto de enanismo de las galaxias con alto corrimiento al rojo.
Hacia una teoría del nacimiento de las galaxias.
...Se trata de un escenario nuevo que conviene explorar en todas sus implicaciones. La dificultad principal, aún no resuelta, consiste en tratar simultáneamente ambos fenómenos. No se puede separar el fenómeno de la expansión cósmica de la formación de las distintas estructuras. Por ahora, no se sabe gestionar ambos al mismo tiempo.
...Esbozemos sin embargo un escenario hipotético. Los grumos de materia fantasma podrían constituirse primero, ejerciendo inmediatamente una intensa presión inversa sobre la materia, que se calentaría por ello. Ver el artículo citado anteriormente [En este sitio: Física Geométrica A, 8, 1998, sección 4, esquemas 19, 20 y 21. ]
...En astrofísica, tan pronto como un objeto se condensa o se agrupa, su temperatura aumenta. Esto ocurre, por ejemplo, con las protoestrellas. Esto equivale a una conversión de energía gravitacional (potencial) en energía cinética (velocidad de agitación térmica). La presión es la densidad multiplicada por la temperatura (p = n k T). La presión aumenta y se opone al colapso. Una protoestrella, antes del "encendido", es una masa esferoide de gas a unos miles de grados, del tamaño del sistema solar, que irradia en el infrarrojo. De hecho, emite más energía en esta forma que más adelante, cuando obtenga la energía de las reacciones de fusión. Es su superficie la que irradia. Debe "transpirar" su energía. De lo contrario, no podría contraerse, aumentar su temperatura en el núcleo y allí iniciar el proceso de fusión (mínimo 700.000 grados).
...La compactación del objeto no lo convierte en un buen radiador. A temperatura igual, la energía térmica es proporcional al cubo del radio y la superficie emisora al cuadrado.
...Por el contrario, la placa constituye el radiador óptimo. Al repeler nuestra materia, los conglomerados de materia fantasma la comprimirían según placas (las paredes de las "burbujas de jabón unidas"). Ver el artículo y figuras citados anteriormente.
...Los cálculos serían necesarios, pero se puede suponer que esta geometría se prestaría a un enfriamiento radiativo intenso, por lo tanto a una desestabilización del medio frente a la inestabilidad gravitacional (para estos problemas de inestabilidad gravitacional, ver mi cómic Mil Billones de Soles, Ed. Belin, 8 rue Férou, París 75006, o en el "CD-Lanturlu").
...La materia tendería entonces a fragmentarse en proto-galaxias. Inmediatamente, la materia fantasma se infiltraría en el espacio disponible y se llegaría a un esquema de galaxias alojadas en vacíos de materia fantasma. Esto da el mismo esquema que el obtenido por la presencia de masas negativas en nuestro universo (hipótesis de Souriau). Reconsideremos el esquema de galaxias rodeadas por "materia negativa" (materia fantasma, materia gemela, materia con masa negativa, poco importa el nombre que se le dé).
...Según el esquema sugerido por Souriau, las masas negativas se repelen entre sí. En esas condiciones, no podrían explicar la estructura a gran escala del universo.
Una explicación del confinamiento de las galaxias.
...Así pues, se obtiene un esquema en el que la materia fantasma ejercería una presión inversa sobre la galaxia, asegurando su confinamiento. Es una alternativa a la idea de la presencia de materia oscura en su interior. Ver J.P. Petit y P. Midy: Materia oscura repulsiva. [Ver en este sitio: Física Geométrica A, 3, 1998, sección 2* ***]. Pero existen galaxias esféricas. Por tanto, estarían alojadas en cavidades de geometría similar, formadas en la distribución casi uniforme de materia fantasma circundante (recordemos que es más caliente que la nuestra). ¿Serían entonces estas cavidades confinantes?
¿No contradeciría esto el teorema de Gauss?
...Todos los estudiantes de física saben que si se carga uniformemente una esfera eléctricamente, el campo es nulo en su interior. Se podría pensar entonces en descomponer el campo gravitacional creado dentro de la cavidad esférica atribuyéndolo a capas concéntricas sucesivas, cada una aportando una contribución nula.
Parece... evidente. Pero este teorema se basa en una suposición: que la fuerza gravitacional varíe como 1/r² a cualquier distancia, incluso... hasta el infinito.
Un campo newtoniano da lugar a lo que se llama la ecuación de Poisson, aplicando el teorema de Green:
DY = 4 p G r
...La ecuación de campo de Einstein, a pequeña distancia, para curvaturas débiles, en régimen casi estacionario (cosmológicamente hablando) y para velocidades pequeñas respecto a la de la luz, proporciona la ley de Newton y la ecuación de Poisson.
...¿Puede esta ecuación manejar una distribución uniforme (r = constante) e infinita de materia? Hasta ahora se ha supuesto que sí. Pero entonces se llega a una paradoja. Colocándonos en simetría esférica, y en un punto O cualquiera, origen de nuestras coordenadas, la ecuación de Poisson se escribe entonces:
donde r es la distancia radial y Y es el potencial gravitacional, del cual deriva la fuerza gravitacional g (radial en simetría esférica):
...La ecuación no admite una solución Y = constante con r distinto de 0. Por tanto, existe una fuerza gravitacional, lo cual parece paradójico: se podría esperar que cada partícula, sometida a la fuerza atractiva de todas sus vecinas, experimentara una fuerza neta nula. Esta solución es:
El campo gravitacional, centrado en este punto O, no es nulo y corresponde a:
No solo no es nulo, sino que tiende al infinito con r.
Una partícula testigo, inmersa en esta distribución, tendría tendencia a caer hacia este punto O.
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