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.(p7)
6) Conclusion.
We follow the basid idea : during the matter dominated era (which is supposed to occur at the same time for boths systems : matter and ghost matter) the quantities { c , G , h , m , e , eo } behave like absolute constants. During the radiative era they vary in time.
As shown in reference [4] c and G may vary in time. We point out that the passage from the chronogical variable x° to the cosmic time t is not automatically x° = co t , with a absolutely constant light velocity co. Systems with x° = c(t) t are possible.
The we search time variations G(t) , c(t) , h(t) , m(t) , e(t) , eo(t) which keeps all the equations of physics invariant. We find it and show that it gives, for this radiative era, a common evolution law : R(t) = R*(t) » t2/3.
As a consequence the entropy per baryon is no longer constant and varies as Log t (so-called conformal time). Rephrased in { s , x , y , z } coordinates the metric becomes conformally flat.
We imagine a basic clock composed by two masses m orbiting around their common center of gravity. We compute how may turns occured since the "origin of time t = 0 " and we find infinite. We conclude that "cosmic time" t is no longer a suitable variable, for radiative era. For this last s is becomes a better chronological variable to describe events. We consider a turn of our clock as an event. As a conclusion an infinite number of (microphysics) events occured in the distant past. If we identify time to event the universe has no longer time origin. The "initial singularity" vanishes.
We compute the cosmological horizon and find it varies like R, so that the homogeneity of the eraly universe is ensured. The inflation theory, with its heavy hypothesis, is no longer necessary.
References.
[1] J.P.Petit : The missing mass effect. Il Nuovo Cimento, B , vol. 109, july 1994, pp. 697-710[1] J.P.Petit, P.Midy and F. Landsheat : Matter ghost matter astrophysics. Astrom. and Astrophys. reference....
[2] J.P.Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1527
[3] J.P.Petit & P.Midy : Matter ghost matter astrophysics. 1 : The geometrical framework. Tha matter era and the newtonian approximation. Geometrical Physics A , 4 , march 1998.
[4] J.P.Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1733
[5] J.P.Petit, Mod. Phys. Lett. A4 (1989) 2201
[6] Petit J.P. : Twin Universe Cosmology. Astrophysics and Space Science. Astr. And Sp. Sc. **226 **: 273-307, 1995
[7] J.P.Petit and P.Midy : Matter ghost matter astrophysics. 5: Results of numerical 2d simulations. VLS. About a possible schema for galaxies' formation. Geometrical Physics A, 8, march 1998.
Achnowledgements :
The author thanks Pr. J.M.Souriau for useful advices and comments.
This work is supported by the french CNRS and by the A. Dreyer Brevets et Développement company.
Déposé sous pli cacheté à l'Académie des Sciences de Paris, 1998. ___________________________________________________________
Commentaire.
Ce travail représente une soudure entre les deux approches, celle du papier paru dans Astrophysics and Space Science (l'article 2 du sous-site Geometrical Physics) et celle développée dans le papier 3 (Repulsive ghost matter). Dans cet article le système des deux équations de champ :
(3)
(4)
représentait une sorte de bricolage dont l'effet était recoller avec le modèle standard, dans la phase radiation, les équations devenant alors :
(3')
(4')
c'est à dire... deux fois le modèle standard. Ceci permettait de récupérer une expansion suffisamment brutale dans cette phase pour geler la nucléosynthèse produisant l'hélium. Avec un système :
S = c ( Tr - T*r)
S* = c ( T*r - Tr)
à "constantes fixes" l'expansion (R » R* » t) serait alors trop lente. Tout l'hydrogène de l'univers serait transformé en hélium.
Revenant au système (3) + (4), celui-ci présentait une difficulté, problème soulevé avec beaucoup de pertinence par le referee d'A & A. Lorsque des photons se transformaient en matière et vice versa (comme précisé dans l'article) leur contribution au champ changeait de signe, ce qu'on ne voyait pas alors comment justifier.
Le recours au modèle à constantes variables, pour la phase radiative, fournissait alors une solution globalement cohérente. De toute façon, que ce modèle tienne la route ou non, il subsistera une bien étrange propriété : que toutes les équations connues de notre physique soient invariantes par la transformation généralisée de jauge proposée. Il faut entrendre l'équation de champ (même si on se limite à celle d'Einstein), les équations de Maxwell complètes et l'équations de Schrödinger.
On a pu lire souvent que les constantes de la physique ne sauraient varier, parce que toute variation, même minime, *d'une d'entre elles *conduisait aussitôt à des impossibilités physiques. Certes. Mais il ne s'agit point là de ne toucher qu'à une seule ou à quelques constantes, mais à toutes à la fois.
Les instruments de mesure sont construits avec les équations de la physique et avec leurs "constantes". Si on envisage un tel phénomène de jauge, avec ces variations conjointes de toutes les constantes, il devient impossible de mettre ce phénomèn en évidence en laboratoire, puisque les instruments de mesure dérivent en même temps que le phénomène qu'ils sont censés mettre en évidence. C'est équivalent à chercher à mettre en évidence une variation de température en mesurant l'allongement d'une table en fer avec une règle de même métal. je sais que c'est un point que les gens ont souvent beaucoup de mal à comprendre et encore plus à admettre.
Bien sûr, cette description de la phase radiative est, elle aussi, une ébauche. Elle ne gère ni l'interaction faible, ni l'interaction forte. Pour effectuer un tel prolongement il faudrait imaginer d'autres lois de variation des constantes liées à ces domaines. On remarquera au passage que dans ce modèle étrange le temps de Planck varie comme t et la longueur de Planck comme R, ce qui repousse la "barrière quantique" au fur et à mesure qu'on se rapproche de "l'instant initial t = 0 ". Etrange phénomène auquel il faudrait apporter une interprétation.
Mais ces travaux sont loin d'être terminés. Considérons peut être tout ceci comme une sorte de simple manifeste. Je pense, personnellement, que toutes nos idées concernant la genèse cosmique devraient fortement changer dans les prochaines années, ou décennies et qu'en voulant à tout prix remonter vers ce passé torride avec nos outils théoriques encore primitif on finit dans une sorte de schizophrénie organisée. Je songe par exemple à la théorie de Linde : l'inflation, qui n'a d'autres justification observationnelle que de justifier l'homogénéité de l'univers primitif, et à laquelel tout le monde semble adhérer.
Certains pensent que notre vision du monde, à travers le modèle standard, est en cours d'achèvement et qu'il suffira de quelques retouches par-ci par-là pour achever l'édifice. Je n'en suis pas si sûr. Je pense que les décennies à venir pourraient nous révéler bien des surprises, en nous fournissant une description totalement différente de cette genèse cosmique (et je n'affirme pas, ce faisant, que mon approche représente un progrès en ce sens). De tous temps, les hommes ont toujours été convaincus que leur connaissance de l'univers était en voie d'achèvement. Avant l'explosion du début du siècles de tas de gens éminents écrivaient "maintenant, il ne nous suffit plus qu'ajouter des décimales à nos calculs".
J'ai lu une fois dans un ouvrage consacré à la mécanique quantique la préface de son auteur, qui écrivait :
- Des étudiants me disent : "en mécanique quantique, toutes les choses essentielles ont déjà étét trouvées", et je leur réponds : "non, il reste des choses intéressantes à faire émerger de cette théorie".
Il y a une autre possibilité, que notre homme néglige : que toutes nos connaissances subissent le sorte de celles de notre fin de dix-neuvième siècle, qu'elle se transforment en chrysalide, donnant naissance .... à un autre papillon.
