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
Gmay 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.
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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.
