cosmología del universo gemelo astrofísica de la materia fantasma.3: La era radiativa: el problema de la "origen" del universo. El problema de la homogeneidad del universo primitivo. (p6)
Fig. 8 : Evoluciones comparadas de las temperaturas.
- El problema del origen del universo.
Correspondiente a esta nueva descripción de la era radiativa, la entropía, como se indica en trabajos anteriores ([4], [5] y [6]), ya no es constante.
(77)
Para cálculos detallados, ver referencia [6]. Como se indica en este trabajo anterior, si durante esta era radiativa la entropía se elige como parámetro cronológico, el tensor métrico se convierte en plano conforme:
(78)
El origen corresponde a s = - ¥ . Tenga en cuenta que s, la entropía por baryón, corresponde al tiempo llamado "conforme" Log t. Con este nuevo marcador temporal, la "singularidad inicial" desaparece.
Mirando hacia el pasado lejano (universo primitivo), se experimentan dificultades para definir un reloj para medir el tiempo, ya que todas las partículas se mueven a velocidades relativistas. Se vuelve problemático concebir un reloj frío. Consideremos un sistema de dos masas en órbita alrededor de su centro de gravedad común:
Fig. 9 : El reloj fundamental.
Se supone que este reloj no se destruye durante el proceso de expansión y se calcula cuántas vueltas se han producido en el pasado lejano (de t = tcr al origen hipotético del "tiempo cósmico" t = 0). Según lo anterior:
(79)
R » t 2/3 G » t - 2/3 m » t 2/3
El período orbital, es decir, el período del reloj, corresponde a
(80)
El número de vueltas es:
(81)
(que tiende al infinito cuando t1 tiende a cero). Sorprendentemente, recuperamos la entropía por baryón s. Si una rotación de este sistema se considera como un evento de la evolución del Universo, hay un número infinito de eventos entre hoy y la época definida por el marcador temporal t = 0.
Compare el universo con un libro que cuenta una historia. El tiempo es el grosor del libro. Querríamos alcanzar la primera página para leer cuál era el propósito del autor. Entonces intentamos voltear las páginas hacia atrás. Pero la pregunta pertinente no es el grosor del libro, sino el número de páginas que contiene. Una página es un evento. Según esta nueva definición del tiempo, cuando volteamos las páginas hacia atrás, se vuelven cada vez más delgadas: el libro tiene un número infinito de páginas, por lo que alcanzar la introducción se vuelve imposible.
- Una alternativa a la teoría de la inflación.
Clásicamente, el horizonte cósmico H se define como ct, donde c se considera como una constante absoluta. Esto plantea un paradoja, ya que el universo primitivo es muy homogéneo (cbr o fondo cósmico). Si comparamos una distancia característica R(t) (por ejemplo, la distancia promedio entre partículas) con el horizonte H, obtenemos:
Fig. 10 : Comparación de la evolución de la longitud característica del universo con el horizonte cósmico en un modelo de Einstein-de Sitter.
En el modelo actual, el horizonte cósmico se convierte en la siguiente integral:
(82)
Fig. 11 : Comparación de la evolución de la longitud característica R del universo con el horizonte cósmico, durante la era radiativa: misma variación en el tiempo.
Obtenemos H(t) » R(t) durante toda la evolución del universo, por lo que su homogeneidad está garantizada durante la era radiativa. Esto constituye una alternativa a la teoría de la inflación (cuya única justificación actual es la homogeneidad actual del universo primitivo).
Versión original (inglés)
twin universe cosmology Matter ghost-matter astrophysics.3 : The radiative era : The problem of the "origin" of the universe. The problem of the homogeneity of the early universe.(p6)
Fig. 8 : Compared evolutions of temperatures.
- The problem of the origin of universe.
Corresponding to that new description of the radiative era, the entropy, as shown in former papers ([4], [5] and [6]) is no longer constant.
(77)
For detailed calculation, see reference [6]. As shown in it that former paper if during that radiative era the entropy is chosen as chronological parameter the metric becomes conformally flat :
(78)
The origin corresponds to s = - ¥ . Notice that s, the entropy per baryon, identifies to the so-called "conformal time" Log t. With that new time-marker the "initial singularity" disappears.
Looking back in the distant past (early universe), one gets difficulties to define a clock, in order to measure time, for all the particles run at relativistic velocities. It becomes questionable to conceive a cold clock. Consider a system of two masses orbiting around their common center of gravity :
Fig. 9 : The basic clock.
One assume that this clock is not destroyed during the expansion process and calculate how many turns occured in distant past (from t = tcr to hypothetic origin of "cosmological time" t = 0). From above :
(79)
R » t 2/3 G » t - 2/3 m » t 2/3
The orbitation time, the period of the clock, corresponds to
(80)
The number of turns is :
(81)
(which tends to infinite when t1 tends to zero). Surprizingly, we refind the entropy per baryon s . If a rotation of the above system is considered as an event of the evolution of the Universe there are an infinite number of events between today and the epoch defined by the time marker t = 0.
Compare the universe to a book, telling a story. The time is the width of the book. On would like to reach the first page to read what the authors purpose. Then we try to flip back through the pages of the book. But the pertinent question is not the width of the book but how many pages it owns. A page is an event. Acoording to this new definition of time, when we flip back the pages, they become thinner and thinner : the book owns an infinite number of pages, so that reaching the preface becomes hopeless.
- An alternative to the inflation theory.
Classically this the cosmologic horizon H is defined as ct , where c is considered as an absolute constant. It rises a paradox as the primeval Universe is very homogeneous (cbr or cosmic background). If we compare any characteristic distance R(t) (for an example the mean distance between particles), with the horizon H , we get :
**Fig. **10 : Comparizon of the evolution of the characteristic length of the Universe with the cosmological horizon in an Eintein-de Sitter model.
In the present model the cosmological horizon becomes the following integral :
(82)
**Fig. **11 : Comparizon of the evolution of the characteristic length R of the Universe with the cosmological horizon, in radiative era : same variation in time.
We get horizon H(t) » R(t) during all the evolution of the universe, so that its homogeneity is ensured during radiative era. This is an alternative to the theory of inflation, (whose only todays justification is the present homogeneity of the primeval universe).