Matter
ghost matter astrophysics. 5 :
Results
of numerical 2d simulations.
VLS.
About a possible schema for galaxies' formation.
Commentaire :
...Cet
article faisant partie de ce qui avait été soumis à A
& A en octobre 1996. Cette partie a été abondemment analysé
par le referee anonyme de la revue, qui a posé un nombre impressionnant
de questions, pendant les dix mois qu'a duré notre dialogue, par ailleurs
fort courtois et dont on ne peut que regretter qu'il ait été
si brutalement interrompu par le directeur de la revue. S'agissant d'un tel
modèle on se pose immédiatement la question de possibles confirmations
observationnelles. Pour ce faire il faudrait imaginer des tests cosmologiques,
des effets affectant l'arrière plan cosmique, qui seraient principalement
dûs au clumps de ghost matter censés se situer au milieu des
grands vides autour desquels se distribuent les galaxies. Le diamètre
moyen de ces conglomérats dépend fortement des "conditions initiales"
choisies. Si on accroît la température T* de la ghost matter,
leur diamètre augmente. Ci-après des résultats qui avaient
été obtenus avec des températures plus élevées.
Fig.1
: Les conglomérats de ghost matter.
Fig.2 : Ici, superposés
avec la matière.
**Fig.**3
: La structure cellulaire de la matière.
On remarquera
(issu de l'article) :
(23)
que la probabilité
d'occultation, à une distance donnée r, décroît
très vite en fonction du diamètre moyen f des conglomérats.
La Grandeur d est, elle, un paramètre fixe (dimension moyenne des bulles
de la VLS). On obtient alors,
pour la matière, une structure plus régulière. Mais l'envergure
de tels conglomérats serait alors telle qu'ils occulteraient même
des galaxies relativement proches, situées à moins d'un milliard
d'années-lumière. On sait que leur effet sur la lumière
est un negative lensing, équivalent à l'observation d'un décor
à travers une lentille divergente. L'effet est de réduire le
diamètre apparent des objets de l'arrière plan et de les concentrer.
Voir figures 4, 5 et 6.
Effets de lentilles
gravitationnelle positif et négatif.
Fig.5 : Analogie avec
l'optique.
Fig.6 : Effet sur l'arrière-plan.
Ceci créerait, pour les
forts red shifts, une apparence d'abondance de galaxies naines. Or, selon
Peebles, c'est effectivement ce que l'on constate. Classiquement, les astrophysiciens
pensen que lorsque l'univers était plus jeune, pour une raison non
précisée, des galaxies naines se seraient d'abord formées.
Puis des objets plus lourds seraient apparus, par "cannibalisme galactique".
Le présent modèle constituerait une interprétation alternative
à ce pan des observations à grand red shift.
S'ils existent, quelle pourrait
être la structure de ces conglomérats de ghost matter ? On
ne peut que conjecturer. De toute manière, dans notre esprit, tout
se formerait dans la foulée : la VLS, les clumps et les galaxies.
Le fait de traiter le problème comme nous l'avons fait, c'est à
dire en partant de "conditions initiales" calculées "après
expansion" est en soi une aberration. Il faudrait pouvoir gérer tous
les phénomènes conjointement. Mais nous ne savons pas comment
aborder ce problème (de toute façon, depuis 1994, depuis que
Frédéric Landsheat n'a plus de gros système à
sa disposition nous n'avons plus de moyens de calcul).
Si nous le pouvions, nous pourrions
alors peut être construire un modèle plus cohérent de
formation et d'évolution possible de tels conglomérats. Nous
avons proposé dans ce papier un modèle de formation des galaxies
: ce serait précisément parce que la matière serait
comprimée en plaques qu'elle pourrait évacuer de l'énergie
très efficacement, par rayonnement. Alors, devenant brutalement instable,
elle se condenserait en proto-galaxies. La ghost matter ambiante se trouverait
repoussée dans l'espace intergalactique, où elle exercerait
aussitôt une contre-pression sur ces jeunes galaxies (effet de masse
manquante). Mais sa température relativement élevée
lui conférerait, en ces lieux, une homogénéité
suffisante pour ne pas créer, par négative lensing, d'effets
notables. Rappelons que l'effet de lentille gravitationnelle est nul lorsque
la matière traverse un milieu homogène, quel que soit sa densité.
Il serait extrêmement
intéressant de simuler, ne serait-ce qu'en 2d, des interactions entre
galaxies localisées dans ces lacunes de ghost matter (qui les accompagnent
évidemment dans leur mouvement). Logiquement, si ces galaxies s'approchaient
suffisamment près et que les lacunes viennent au contact, ceci faciliterait
leur fusion (merging). Voir le schéma suggéré sur la
figure 7.
Proposition d'un schéma
de merging de deux galaxies.
Si la matière, après
avoir connu cette compression en plaques minces, a pu donner naissance à
des galaxies, du fait qu'elle ait pu ainsi se refroidir efficacement, il
n'en serait pas de même pour les conglomérats, plus compacts,
peut-être sphéroïdaux. En principe, et cela sera examiné
dans d'autres papiers, il n'y aurait pas de différence de nature
entre la matière et la ghost matter. Toutes deux seraient faites
de noyaux, de protons, de neutrons, d'électrons, d'atomes, plus toutes
les antiparticules correspondantes (dans le papier [15] on montre que la
dualité matière-antimatière joue également dans
le ghost univers). Mais il faudrait, pour décrire un tel milieu,
avoir quelques lueurs sur la nucléosynthèse primordiale à
l'�uvre dans la ghost matter, c'est à dire pouvoir décrire
avec une relative précision sa phase radiative. Elle pourrait alors
être constituée d'hydrogène et d'hélium, issu
de cette nucléosynthèse primordiale, en quantité inévaluable.
On Pourrait alors comparer les
conglomérats à d'immenses proto-étoiles. La quantité
de chaleur, pour une même température, est proportionnelle
au cube du rayon de l'objet et sa surface émissive à son carré.
Quel serait alors le cooling time de tels conglomérats ? Peut être
grand devant l'âge de l'univers. Ainsi ce gaz primordial du ghost
universe n'aurait jamais pu évacuer suffisamment de chaleur par rayonnement
pour se contracter au point de voir la fusion apparaître à
c�ur (700.000 degrés minimum).
On peut alors conjecturer que
le ghost univers ne contiendrait pas d'éléments plus lourds
que l'hélium, faute d'avoir pu constituer des étoiles où
le créer. Ces conglomérats ne seraient alors, pour un voyageur
qui s'aventurerait dans cet anti-monde, que d'immenses masses de gaz émettant
dans le rouge et dans l'infra-rouge.
Mais dans d'autres travaux nous
suggèrerons que les étoiles à neutrons ayant atteint
leur masse critique pourraient, évacuer de la matière dans
le ghost universe, par création d'un pont hypertorique, soit de manière
"douce", soit donner à travers des transferts plus brutaux, par exemple
provoqués par la fusion d'un système double composé
de deux étoiles à neutrons orbitant autour d'un centre de
gravité commun. On sait (travaux de Thibaud-Damour) que l'émission
d'ondes gravitationnelles ralentit leur mouvement de rotation. De telles
fusions semblent donc inéluctables.
De tels transferts enrichiraient
alors le ghost univers en éléments lourds. Tout ceci, nous
le précisons, n'est actuellement que pure conjecture. Nous supposons
que lors d'un transfert brutal la majorité de la masse serait expulsées
dansle ghost universe, où elle stationnerait alors, en lieu et place,
l'étoile à neutrons étant simplement devenue une ghost
neutrons star. Dans le cas d'une évacuation en continue de matière,
par ce "trop-plein" celle-ci se disperserait alors dans le ghost universe,
étant alors repoussée par l'étoile à neutrons
dont elle est issue, restée, elle, dans notre univers. Ce processus
disperserait alors des élements lourds aux quatre coins du ghost
universe.
