Cosmología de los universos gemelos
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- Estructura a gran escala y "modelo de universo gemelo".
Hemos supuesto en el artículo anterior [1] que el Universo tenía una geometría S3 × R1. Cada región del Universo interactúa antigravitacionalmente con su región antípoda asociada, según la ecuación (1). Existe una sola especie de materia positiva m, que llena la esfera S3. Por lo tanto, la masa total del Universo no es nula. En la referencia [1], se proporcionaron varias imágenes didácticas en 2D (figuras 10, 11 y 12) para explicar los mecanismos de interacción entre los dos pliegues adyacentes.
Utilizando una estación de trabajo HP mejorada y un conjunto de 2 × 5000 puntos interactivos, F. Lansheat confirmó los resultados de Pierre Midy (referencia [1], figura 8). Luego se concentró en una región más pequeña, indicada en la figura 3, en la cual la densidad de materia en el "pliegue adyacente" era mucho mayor que en el otro pliegue.
Figura 3: Cuadrado punteado: enfoque en una porción de la estructura a gran escala, en la cual la densidad de materia en el primer pliegue (supuesto que es el nuestro, color gris) se considera menor que la densidad de materia en el pliegue adyacente (color blanco).
Como se esperaba, la inestabilidad gravitacional ocurre nuevamente y da lugar a nuevas estructuras conjugadas. Véanse las figuras 4 y 5.
Figura 4: Resultados de las simulaciones realizadas por F. Lansheat, mostrando la estructura a gran escala del Universo debido a la interacción entre los dos pliegues adyacentes. Valor promedio de
r * = 50 veces el valor promedio de
r
(izquierda). Izquierda: estructura celular. Derecha: estructura en cúmulos.
Figura 5: Lo mismo, superpuesto.
La materia del pliegue gemelo forma grandes cúmulos estables, que repelen la materia de nuestro pliegue del Universo, la cual ocupa el espacio restante. A diferencia de las simulaciones numéricas del modelo "pancake", este patrón es claramente no lineal. Después de su formación, correspondiente al tiempo de Jeans del sistema de alta densidad (2 × 10⁹ años), no hay una evolución significativa del patrón general durante un período comparable a la edad del Universo, por lo que este modelo podría constituir una buena candidata para explicar el aspecto esponjoso observado en nuestro pliegue del Universo a gran escala.
- Simulaciones en 2D y 3D.
A partir de los resultados de la simulación en 2D, F. Lansheat calculó una correlación de dos puntos y la comparó con la correlación de dos puntos obtenida a partir de una distribución aleatoria de puntos (distribución de Poisson). El resultado se presenta en la figura 6. La parte izquierda de la curva no es relevante, ya que la distancia entre los puntos se vuelve comparable a la distancia promedio de la distribución aleatoria. El crecimiento en el lado derecho es simplemente un artefacto debido a los bordes del campo (condiciones de frontera periódicas). Este resultado no puede compararse directamente con la ley empírica derivada de los datos observacionales (pendiente -1,8), véase los estudios de Bahcall (1988) [31], Bahcall y Soneira (1983) [32], Bahcall y West (1992) [33], Luo y Schramm (1992) [34]. Deben realizarse simulaciones en 3D, con un mayor número de puntos. Si es posible, el ajuste a los datos observacionales permitiría obtener la relación de las densidades de masa de los dos universos.
¿Cómo esbozar un escenario para la formación de la estructura cósmica a gran escala en este modelo? Mientras que el acoplamiento entre la masa y la luz permanezca fuerte (t < 10⁵ años), el Universo permanece homogéneo y todos los procesos relacionados con la inestabilidad gravitacional (formación de cúmulos, galaxias, estrellas y estructura esponjosa) están congelados. Cuando el Universo se vuelve transparente, podemos suponer que todos estos procesos ocurren, con sus tiempos característicos propios de formación y evolución. Todo lo que podemos decir es que la estructura muy grande sugerida se forma en 2 × 10⁹ años.
Figura 6: La pendiente de la curva de la correlación de dos puntos (simulación numérica en comparación con la distribución aleatoria de Poisson)