۱
کل پرونده، به صورت پی‌دی‌اف، گردآوری‌شده توسط یک خواننده، آلن شامپ (دسامبر ۲۰۰۷)
مسئله سن جهان.
البته ما می‌کوشیم این کارهای مختلف را به‌طور منطقی به هم پیوند دهیم. استدلال‌هایی مرتبط با توصیف تحول این دو کیهان دوقلو، برای نمونه، ما را به این نتیجه می‌رسانند که چگالی میانگین ماده شبح باید بیشتر از چگالی ماده باشد.
برای «پردازش» دستگاه دو معادله میدان جفت‌شده، دو برگ جهان را با متریک‌هایی به نام رابرتسون-واکر توصیف می‌کنیم. منظور متریک ریمانی است که دو فرض همگنی و همسانگردی را در خود می‌گنجاند؛ پس همان است که در حالت یک جهان واحد به حل‌های فریدمان می‌انجامد.
ما دو
عامل مقیاس
R(t) و R*(t) را معرفی می‌کنیم.
این‌ها ابعاد مشخصه مرتبط با هر یک از دو جهان‌اند.
مسئله به شرایط اولیه مربوط می‌شود. فرض می‌شود «در همان آغاز» (اما این واژه بعداً بازگرفته و شرح داده خواهد شد) پارامترهای دو جهان یکسان‌اند (
r = r
- ، p = p*). در این شرایط
T = T *
و معادلات میدان چنین می‌شوند:
S = S
- = 0
آنگاه حل چنین است:
R = R* = ct
انبساطی خطی در هر دو جهان.
اعتراض فوری: تکوین هسته‌ها، مثلاً سنتز هلیوم، چه می‌شود؟ انبساطی خطی بسیار کندتر از آن خواهد بود. اگر در زمان به عقب برگردیم، همچون مدل استاندارد به شرایطی می‌رسیم که دما برای همجوشی هیدروژن به هلیوم (و شبح-هیدروژن به شبح-هلیوم) کافی است.
در مدل استاندارد، مدل فریدمان، این سرعت انبساط در مرحله آغازین است که واکنش را منجمد می‌کند و مانع تبدیل تمام هیدروژن به هلیوم می‌شود.
پاسخ به این پرسش را بعداً برای خود نگه می‌داریم و فقط می‌گوییم که شیوه تحول بسته به آنکه ماده یا تابش غالب باشد متفاوت است. نخست به «مرحله ماده» می‌پردازیم، هنگامی که سهم تابش ناچیز می‌شود (در مدل استاندارد این با t = ۵۰۰٫۰۰۰ سال متناظر است).
آنگاه نشان داده می‌شود که این شیوه انبساط خطی
R = R* = ct
ناپایدار است. انبساط یکی از دو جهان شتاب می‌گیرد، در حالی که در دومی کند می‌شود. [بنگرید در سایت:
Geometrical Physics A ,
4
, 1998, بخش ۲.
]
فرض می‌کنیم که این جهان خود ماست که انبساطش شتاب می‌گیرد.
بالاتر دیدیم که ثابت هابل به مماس بر منحنی R(t) وابسته بود. در مدل استاندارد، با ثابت کیهان‌شناختی برابر صفر:
با این مدل جدید داریم:
خط چین منحنی‌ای است که با مدل استاندارد متناظر می‌شد. در مقایسه با آن، سالخوردگی جهان به چشم می‌خورد. در واقع، در این ناپایداری دو انبساط هم‌پیوند، جهان شبح چنان رفتار می‌کند که گویی جهان ما را به جلو می‌راند، در حالی که جهان ما آن را کند می‌کند.
جهان شبح رفتار می‌کند... مانند یک ثابت کیهان‌شناختی. اثرش همانند آن «نیروی رانش مرموز خلأ» است.
زمانی بود که بسیاری باور داشتند جیوه در فشارسنج بالا می‌رود چون طبیعت از خلأ وحشت دارد.
امروز خلأ دیگر وحشتناک نیست: راننده شده است
این نظریه دو
جهان در برهم‌کنش، تفسیری به دست می‌دهد که این مزیت را دارد کمتر رمزآلود است، چون هیچ‌کس نمی‌داند وحشت از خلأ چیست.
با این حال، جهانی که گرایش به شتاب گرفتن دارد نسبتاً نزدیک به قانون خطی می‌ماند، از این رو می‌توان طیف نسبتاً گسترده‌ای از سناریوهای انبساط را در نظر گرفت که با این مسئله سن سالخورده‌ترین ستارگان کهکشان ما جور درمی‌آید.
چگونه میان فلان یا بهمان سناریوی انبساط‌های هم‌پیوند
R(t) و R*(t)
که از طریق دو معادله دیفرانسیل جفت‌شده به هم بسته‌اند، انتخاب کنیم؟ [بنگرید در سایت:
معادلات (۳۷-الف) و (۳۷-ب) از Geometrical Physics A,
4
,
1998.]
بازگشت به زیرفهرست این آشنایی با کیهان‌شناسی دوقلو
صفحه بعد