a205 Un modèle cosmologique : Le Big Bang jumeau. (p. 5.)
...Revenons à notre modèle VLS ; la question immédiate est la suivante :
— La présence de condensats de cette matière fantôme peut-elle produire un phénomène observable ?
...Nous ne pouvons pas effectuer d’observation optique directe, car nous ne recevons pas la « lumière fantôme » émise par de tels condensats. Toutefois, ceux-ci produisent un effet de pression inverse négatif. Voir :
- J.P. Petit : Cosmologie de l’univers jumeau : Astronomy and Space Science 226 : 273-307, 1995 et Geometrical Physics A, 2, section 4.
- J.P. Petit et P. Midy : Matière à gravité répulsive. Geometrical Physics A, 3, 1998, section 6.
- J.P. Petit et P. Midy : Astrophysique de la matière fantôme. 2 : Métriques stationnaires conjuguées. Solutions exactes. Geometrical Physics A, 5, 1998, section 4.
(159)
...Analogie avec une lentille :
(160)
...Lorsqu’on observe un paysage à travers une lentille divergente (par exemple des balles de ping-pong suspendues à une certaine distance), on obtient la figure suivante :
(161)
...Ainsi, si de tels condensats de matière fantôme se trouvent au centre de chaque cellule du VLS, ils modifieraient l’apparence des objets lointains à fort décalage vers le rouge. L’influence sur le fond cosmique est très sensible au diamètre caractéristique f des condensats. Voir :
J.P. Petit, P. Midy et F. Landsheat : Astrophysique de la matière fantôme. 5 : Résultats de simulations numériques 2D. VLS. À propos d’un schéma possible pour la formation des galaxies. Geometrical Physics A, 8, 1998, section 3, formule (23) et figure 18.
...Dans son ouvrage Principles of Physical Cosmology, Princeton Series in Physics, 1993, P.J.E. Peebles souligne la présence d’un grand nombre de galaxies naines à fort décalage vers le rouge.
...Interprétation classique : Les galaxies naines se formeraient en premier lieu, puis fusionneraient ou seraient « cannibalisées » pour former des objets plus massifs. Notre modèle propose une interprétation alternative.
Vers une théorie de la formation des galaxies.
...Comme nous l’avons indiqué dans les sections précédentes, la description de l’univers primordial, immédiatement après la découplage, est difficile à traiter. Dans nos simulations, nous avons découpé les phénomènes en supposant que :
- L’expansion se produit d’abord et fournit certaines « conditions initiales » :
r, r*, T, T* - Ensuite, les instabilités gravitationnelles conjointes se déclenchent et produisent le VLS.
...Ceci est inexact. Si un tel mécanisme opère, il doit nécessairement avoir lieu pendant le processus d’expansion, et non pas après. Ce travail n’est qu’indicatif. Il constitue un appui qualitatif à l’idée générale (d’ailleurs soutenue par des simulations 2D !). Selon nous, tous ces processus se déroulent simultanément :
- Expansion cosmique
- Refroidissement conjoint de la matière et de la matière fantôme
- Instabilité gravitationnelle conjointe, donnant naissance aux proto-VLS
- Formation des galaxies
- Apparition des étoiles primordiales
...À partir de nos résultats qualitatifs, nous pouvons peut-être esquisser un scénario possible pour la naissance des galaxies.
...Lorsqu’un condensat se forme, la matière se réchauffe. La pression interne augmente et empêche la contraction. Pour se condenser et se contracter, l’objet doit éliminer son énergie interne par refroidissement radiatif. Un objet sphérique possède une surface d’émission minimale. À l’inverse, une plaque de faible épaisseur constitue une géométrie optimale pour le refroidissement radiatif.
...Si des condensats de matière fantôme se forment, ils repoussent la matière dans l’espace résiduel le long de surfaces analogues aux parois des bulles de savon. Les condensats compriment la matière en exerçant, des deux côtés, des forces répulsives. Voir :
Geometrical Physics A, 8, 1998, section 4, figures 19, 20 et 21.
...La densité et la température augmentent dans la matière, mais, en raison de cette géométrie particulière, les plaques de matière se refroidissent rapidement par émission radiative. Cela les rend instables vis-à-vis de l’instabilité gravitationnelle, qui conduit à la formation de condensats (les proto-galaxies). La matière fantôme chaude (invisible) envahit immédiatement l’espace disponible entre elles, produisant un effet de confinement.
...Le schéma de confinement est identique à celui suggéré par J.M. Souriau (à la différence près que les condensats de matière fantôme ne peuvent exister dans son modèle). Nous obtenons ainsi des galaxies, immergées dans un environnement quasi uniforme de matière fantôme chaude.
(162)
Voir notre article :
J.P. Petit et P. Midy : Repulsive dark matter. Geometrical Physics A, 3, 1998, section 2.
La matière fantôme peut-elle confiner des objets sphéroïdaux ?
...Il s’agit là d’une question qui semble étrange pour un théoricien, qui tendrait à répondre immédiatement :
- Non. Cela contredirait le théorème de Gauss !
(163)
Voir notre article :
J.P. Petit et P. Midy : Matter-ghost matter astrophysics. 7 : Confinement of spheroidal galaxies by surrounding ghost matter. Geometrical Physics A, 10, 1998.
...Nous considérons une masse sphéroïdale entourée d’un milieu homogène, infini et non borné. Nous pouvons le schématiser comme indiqué sur la figure (164).
(164)
...On pourrait objecter :
- Considérons une coquille mince ( r ; r + dr ) constituée d’un matériau de densité constante.
(164 bis)
...Elle crée un champ newtonien et, d’après le théorème de Gauss, le champ newtonien à l’intérieur est nul. Étendons ce raisonnement à l’infini. En conclusion, une distribution infinie de matière fantôme homogène produit un champ nul à l’intérieur d’une cavité sphérique. Mais :
Infini : à manipuler avec précaution.
Version originale (anglais)
a205 A cosmological model : The twin bang. (p 5.)
...Returning to our VLS model, the immediate question is :
- Can the presence of such ghost matter's clumps produce some observable phenomenon ?
...We cannot perform direct optical observation, for we cannot reveice the "ghost light" emitted by such ghost clumps. But these latter produce inverse negative pensing effect. See :
- J.P.Petit : Twin Universe Cosmology : Astronomy and Space Science 226 : 273-307, 1995 and Geometrical Physics A , 2, section 4.
- J.P.Petit and P.Midy : Repulsive dark matter. Geometrical Physics A , 3, 1998, section 6.
*- J.P.Petit and P.Midy : Matter ghost matter astrophysics. 2 : Conjugated steady state metrics. Exact solutions. Geometrical Physics A , 5 , 1998, section 4.
*(159)
...Analogy with lens :
(160)
...When one observes a landscape through a divergent lens (for example ping-pong balls hung at a distance), we get the figure (161)
(161)
...Then, if such ghost matter's clumps are located at the center of each cell of the VLS, they would modify the appearence of distant, large red shift objects. The influence on the background is very sensitive on the characteristic diameter f of the clumps. See :
J.P.Petit, P.Midy and and F.Landsheat : Matter ghost matter astrophysics. 5 : Results of numerical 2d simulations. VLS. About a possible schema for galaxies' formation. Geometrical Physics A, 8 , 1998., section 3, formula (23) and figure 18.
...In his book : Principles of Physical Cosmology, Princeton Series in Physics, 1993, P.J.E.Peebles points out the presence of large number of dwarf galaxies at large red shifts.
...Classical interpretation : Dwarf galaxies would form first, then turn into bigger objects by merging, cannibalism. Our model suggests an alternative interpretation.
Towards a theory of the galaxies' formation.
...As we pointed out in preceding sections, the description of the early universe, immediatly after discoupling, is difficult to handle. In our simulations we have discoupled the phenomena, assuming that :
- The expansion occurs first and gives certain "initial conditions" :
r , r* , T , T* - Then the joint gravitational instabilities occur and produce VLS.
...This is not true. If such a mechanism occurs, it must take place *during *the expansion process, not after. This work is just indicative. It's a qualitative support for the general idea ( in addition it's supported by 2d simulations!). In our mind all the processes would occur *together *:
-
Cosmic expansion
-
Matter and ghost matter cooling
-
Joint gravitational instabiliby, giving proto-VLS
-
Formation of galaxies.
-
Birth of primeval stars.
...Starting from our qualitative results, perhaps we can outline a possible scenario of the galaxies'birth.
...When a clump forms, matter is warms. Internal pressure grows and prevent the contraction. To condense, to schrink, the object must eject its internal energy by radiative cooling. A spheric object owns the minimum emission surface. Oppositely a plate with weak thickness is optimum for radiative cooling.
...If ghost matter forms, they repel matter in the remnant place, along surfaces which are like a soap bubbles' wall. Clumps compress matter, acting on it by repulsive forces, on both sides. See :
Geometrical Physics A, 8 , 1998], section 4, figures 19, 20 et 21.
...Density and temperature grow in matter, but, due to this peculiar geometry, the matter plates get cooled fastly by radiation emission. It makes them unstable with respect to gravitational instability. Then they produce clumps ( the proto-galaxies ). Hot (invisible) ghost matter invades immediatly the available space, bewteen them, and produces a confinement effect.
...The schema of confinement is the same as the one suggested by J.M.Souriau ( except ghost matter's clumps cannot exist in his model ). We get galaxies, imbeded in almost uniform hot ghost matter environment.
(162)
See our paper :
J.P.Petit and P.Midy : Repulsive dark matter. Geometrical Physics A , 3, 1998, section 2.
**Can ghost matter confine spheroidal objects ? **
...It seems a puzzling question for a theoretician, who would tend to answer immediatly :
- No. It should contredict Gauss' theorem !
(163)
See our paper :
J.P.Petit and P.Midy : Matter-ghost matter astrophysics. 7 : Confinement of spheroidal galaxies by surounding ghost matter. Geometrical Physics A, 10 , 1998.
...We have a spheroidal mass, surrounded by an uniform, unbounded medium. We can schematize as shown on figure (164).
(164)
One will say :
- Take a thin shell ( r ; r + dr ) filled by constant density material.
(164 bis)
...It creates a newtonian field and, from Gauss theorem, the newtonian field inside is zero. No extend this to infinite. As a conclusion, an infinite distribution of uniform ghost matter produces a zero field inside a spherical hole. But :
Infinite : to be handled carefully.