univers gemelo astrofísica y cosmología
Materia fantasma materia astrofísica. 5: Resultados de simulaciones numéricas en 2D.
VLS. Acerca de un posible esquema para la formación de galaxias (página 10).
Lentes positivas y negativas. Fig.5:** Analogía con la óptica.** Fig.6:** Efecto sobre el fondo.** Esto crearía, para grandes desplazamientos al rojo, una apariencia de abundancia de galaxias enanas. Según Peebles, en efecto, es precisamente lo que se observa. Clásicamente, los astrofísicos piensan que cuando el universo era más joven, por una razón no especificada, las galaxias enanas se habrían formado primero. Luego habrían aparecido objetos más pesados, mediante un "cannibalismo galáctico". El presente modelo constituiría una interpretación alternativa de este aspecto de las observaciones a gran desplazamiento al rojo.
Si existieran, ¿cuál podría ser la estructura de estos conglomerados de materia fantasma? Solo podemos conjeturar. De cualquier manera, en nuestra mente, todo se formaría al mismo tiempo: la VLS, los grupos y las galaxias. El hecho de tratar el problema como lo hemos hecho, es decir, partiendo de "condiciones iniciales" calculadas "después de la expansión", es en sí mismo una aberración. Habría que poder gestionar todos los fenómenos conjuntamente. Pero no sabemos cómo abordar este problema (de todos modos, desde 1994, desde que Frédéric Landsheat ya no tuvo acceso a un gran sistema de cálculo, ya no contamos con medios de cálculo).
Si pudiéramos, podríamos entonces tal vez construir un modelo más coherente de formación y evolución posible de tales conglomerados. En este artículo hemos propuesto un modelo de formación de galaxias: precisamente porque la materia se comprimiría en placas delgadas, podría evacuar energía de manera muy eficaz mediante radiación. Entonces, volviéndose bruscamente inestable, se condensaría en proto-galaxias. La materia fantasma circundante quedaría repelida hacia el espacio intergaláctico, donde ejercería inmediatamente una presión contraria sobre estas jóvenes galaxias (efecto de masa faltante). Pero su temperatura relativamente alta le conferiría, en esos lugares, una homogeneidad suficiente para no crear, mediante lenteado negativo, efectos notables. Recordemos que el efecto de lente gravitacional es nulo cuando la materia atraviesa un medio homogéneo, cualquiera que sea su densidad.
Sería extremadamente interesante simular, aunque fuera solo en 2D, las interacciones entre galaxias localizadas en estas vacíos de materia fantasma (que obviamente las acompañan en su movimiento). Lógicamente, si estas galaxias se acercaran lo suficiente y los vacíos llegaran a entrar en contacto, esto facilitaría su fusión (merging). Ver el esquema sugerido en la figura 7.
Propuesta de un esquema de fusión de dos galaxias.
Si la materia, tras haber experimentado esta compresión en placas delgadas, pudo dar origen a galaxias, debido a que pudo enfriarse de manera eficaz, no sería lo mismo para los conglomerados, más compactos, quizás esféricos. En principio, y esto será examinado en otros artículos, no habría diferencia de naturaleza entre la materia y la materia fantasma. Ambas estarían compuestas de núcleos, protones, neutrones, electrones, átomos, más todas sus correspondientes antipartículas (en el artículo [15] se muestra que la dualidad materia-antimateria también opera en el universo fantasma). Pero habría que tener algunas luces sobre la nucleosíntesis primordial en marcha en la materia fantasma, es decir, poder describir con cierta precisión su fase radiativa. Entonces podría estar compuesta por hidrógeno y helio, producto de esta nucleosíntesis primordial, en cantidad inestimable.
Entonces podríamos comparar estos conglomerados con enormes protoestrellas. La cantidad de calor, para una misma temperatura, es proporcional al cubo del radio del objeto y su superficie emisora al cuadrado. ¿Cuál sería entonces el tiempo de enfriamiento de tales conglomerados? Quizás mucho mayor que la edad del universo. Así, este gas primordial del universo fantasma nunca habría podido evacuar suficiente calor mediante radiación para contraerse hasta el punto de que la fusión pudiera aparecer en su interior (700.000 grados como mínimo).
Entonces podríamos conjeturar que el universo fantasma no contendría elementos más pesados que el helio, por falta de haber podido formar estrellas donde crearlos. Estos conglomerados serían, para un viajero que se aventurara en este anti-mundo, simplemente enormes masas de gas emitiendo en rojo y en infrarrojo.
Pero en otros trabajos sugeriremos que las estrellas de neutrones que alcanzaran su masa crítica podrían evacuar materia al universo fantasma mediante la creación de un puente hipertórico, ya sea de manera "suave", ya mediante transferencias más bruscas, por ejemplo provocadas por la fusión de un sistema binario compuesto por dos estrellas de neutrones orbitando alrededor de un centro de gravedad común. Se sabe (trabajos de Thibaud-Damour) que la emisión de ondas gravitacionales ralentiza su movimiento de rotación. Tales fusiones parecen, por tanto, inevitables.
Estos transferencias enriquecerían entonces el universo fantasma con elementos pesados. Todo esto, lo precisamos, actualmente es pura conjetura. Suponemos que durante un transferencia brusca la mayor parte de la masa sería expulsada al universo fantasma, donde permanecería, mientras que la estrella de neutrones simplemente se convertiría en una estrella fantasma de neutrones. En el caso de una evacuación continua de materia, mediante este "exceso", esta se dispersaría entonces por el universo fantasma, siendo repelida por la estrella de neutrones de origen, que permanecería en nuestro universo. Este proceso dispersaría entonces elementos pesados por todas partes del universo fantasma.
