2023-12-18-komentar
18 Februari 2023.
Mengapa kosmologi, astrofisika, dan fisika teoretis terjebak selama 50 tahun.
**
Model standar saat ini hanya berfungsi berkat dua komponen: materi gelap dan energi gelap. Materi gelap, dengan massa positif, berfungsi untuk mempertahankan pengikatan galaksi dan gugus galaksi, menjelaskan bentuk datar dari kurva rotasi mereka, secara total ad hoc. Bagaimana menentukan distribusinya di ruang? Dengan membuat distribusi tersebut menghasilkan kurva rotasi yang sama. Telah dihabiskan jutaan dolar di seluruh dunia untuk mencoba menangkapnya, di tambang, terowongan, bahkan di luar angkasa. Ribuan artikel telah diterbitkan di jurnal-jurnal terkemuka, yang semuanya hanyalah spekulasi tentang sifatnya. Tanpa hasil. Telah dicoba menangkap kandidat yang dianggap paling mungkin, neutralino, dalam satu kilogram xenon, lalu sepuluh, seratus, satu ton, bahkan beberapa ton.
Lebih tidak ada neutralino daripada mentega di atas tusuk sate.
Energi gelap diberi nilai energi positif dan tekanan negatif, yang tampak paradoks karena tekanan (skalar) pada dasarnya adalah densitas energi volumetrik. Hukum ekspansi alam semesta diturunkan dari solusi persamaan medan Einstein. Sumber dinamika ini terletak pada ruas kanan. Ini adalah densitas energi volumetrik rho c^2. Kita menemukan dua istilah. Pertama adalah istilah yang mencerminkan aksi massa, sesuai dengan hubungan terkenal Einstein E = mc^2. Istilah lain adalah tekanan. Semuanya homogen, diukur dalam joule per meter kubik.
Apa yang dijelaskan oleh istilah kedua ini? Dalam fase materi, ini adalah densitas energi kinetik volumetrik dari massa yang membentuk alam semesta, sesuai dengan persamaan keadaan:
Pada era radiasi, selain densitas energi volumetrik foton: h nu, dikalikan dengan jumlah foton per meter kubik, kita memiliki tekanan radiasi, sesuai dengan hubungan berikut, setara dengan "persamaan keadaan gas foton":
Menurut persamaan Einstein, dasar Relativitas Umum:
Tekanan positif setara dengan perlambatan gerakan ekspansi
Sebaliknya, untuk menjelaskan gerakan percepatan ekspansi kosmik, kita membutuhkan sesuatu yang terkait dengan tekanan negatif.
Jika kita menganggap tekanan yang terkait dengan energi gelap adalah densitas energi volumetrik, hal ini akan membawa pada kesimpulan adanya keadaan energi negatif (lihat karya Nathalie Debergh).
Namun kita mengabaikannya, dengan trik sulap, dengan memberi komponen baru ini, yang sifatnya tidak diketahui, sebuah "persamaan keadaan":
Pemilihan w = -1 (yang tidak didukung oleh dasar apapun) memungkinkan kita mendapatkan densitas energi volumetrik setara, dalam kilogram per meter kubik, yang positif. Hal ini memungkinkan kita melengkapi diagram lingkaran yang menggambarkan komposisi alam semesta: massa teramati, massa tak teramati positif (materi gelap), dan "ekuivalen-massa", yang mencerminkan (dalam kilogram per meter kubik) kekuatan tolak misterius dari ruang hampa, terkait konstanta kosmologis Lambda.
Dalam model Janus, yang menyebabkan percepatan ekspansi kosmik diinterpretasikan sebagai jumlah dari dua istilah:
-
Densitas energi (negatif) yang terkait dengan massa, menurut E = m c^2, dengan E dan m negatif.
-
Tekanan negatif, dianggap sebagai densitas energi negatif yang terkait dengan energi kinetik negatif dari partikel-partikel tersebut.
Ada perbedaan mendasar antara dua interpretasi ini. Karena konstanta kosmologis, seperti namanya, tetap konstan sepanjang waktu, maka ia mencerminkan kekuatan tolak misterius dari ruang hampa yang terkait dengan densitas energi konstan, tak peka terhadap gerakan ekspansi dan penurunan densitas akibat ekspansi. Jika a adalah "faktor skala" yang menggambarkan "ukuran alam semesta", maka densitas dari sesuatu apa pun akan berubah secara a priori sebanding dengan 1/a^3.
Akibatnya, alam semesta yang didorong oleh tekanan negatif konstan, terkait dengan "energi ruang hampa" hipotetis, akan berkembang menurut hukum eksponensial terhadap waktu.
Dalam model Janus pada era materi, dinamika ekspansi dikaitkan dengan dominasi massa negatif: massa negatif ini kemudian memainkan dua peran: yang dimainkan oleh materi gelap dan yang dimainkan oleh energi gelap. Densitas energi ini kemudian menurun sebanding dengan 1/(a^3). Masa depan alam semesta menjadi berbeda. Tanpa mesin ini seiring waktu, ekspansinya menjadi hampir linier, menuju asimtot.
Dua cara memandang ini layak untuk dipertimbangkan secara bersamaan. Kami telah menyusun artikel yang sangat terstruktur, pertama kali dikirim ke Physical Review D pada November 2022. Penolakan langsung, tanpa pengiriman ke reviewer, hanya dengan catatan "tidak sesuai" ("not suitable"). Pengiriman kedua ke Astrophysical Journal. Hal yang sama terjadi pada 12 Februari 2023, dengan penolakan pengiriman ke reviewer. Anda akan membaca isi pesan balasan ini sebelum artikelnya.
Sebenarnya, jurnal-jurnal ini secara sistematis menolak untuk mengirim artikel kami ke reviewer, selama lima tahun terakhir. Sehingga terjadi sekitar sepuluh penolakan.
Ini menunjukkan kegagalan mendasar dalam sistem publikasi ilmiah. Namun jurnal-jurnal ini tetap terbuka untuk spekulasi. Dua contoh dapat disebutkan. Untuk Physical Review D, perhatikan artikel yang menampilkan tokoh kosmologi Prancis terkemuka, Aurélien Barrau (perhatikan kekayaan luar biasa halaman Wikipedia-nya), yang menjadi co-penulis:
[Di Physical Review D, 2019](article
Barrau)
Apa yang diajukan oleh penulis artikel ini? Model di mana materi gelap bisa menjadi "sisa" dari tabrakan antara "lubang hitam mini", yang terjadi "pada zaman Planck", yaitu pada keadaan alam semesta paling awal (tidak dapat diamati). Lubang hitam mini hipotetis. Terjemahkan judulnya:
- **Materi gelap sebagai sisa zaman Planck, tanpa terlalu banyak asumsi eksotis **(...). *
Uji yang disarankan terhadap kemungkinan data observasional: nol. Ilustrasi sempurna dari kalimat matematikawan Jean-Marie Souriau:
- Fisika tanpa pengalaman dan matematika tanpa ketat.
Mengenai energi gelap, komunitas ilmiah terguncang sejak terbitnya dua artikel di Astrophysical Journal dan Astrophysical Letters.
Yang pertama.** Yang kedua. ****Seorang blogger ilmiah memberikan komentarnya di sini**.
Untuk menyederhanakan, di halaman blogger tersebut, dengarkan komentarnya secara audio.
Apa yang dimaksud?
Kita telah melihat bahwa ciri khas energi gelap adalah muncul sebagai komponen dengan densitas volumetrik konstan, tak peka terhadap fenomena ekspansi kosmik. Pertimbangkan objek-objek yang bisa mencerminkan konten semacam ini. Agar densitas energi ini tetap konstan, maka energi gelap yang mereka miliki harus meningkat seiring waktu sesuai dengan a^3 melalui mekanisme fisika yang tidak diketahui.
Artikel yang disebutkan menyebutkan studi massa "lubang hitam raksasa" yang terletak di pusat galaksi elips. Studi ini menyimpulkan bahwa massa mereka meningkat sebanding dengan a^3. Melalui mekanisme apa? Cerita tidak menyebutkannya. Secara a priori, tampaknya bukan melalui "akresi", dengan menelan bintang-bintang di sekitarnya. Hal ini tidak dapat menjelaskan fenomena semacam ini, karena populasi bintang di galaksi elips tersebut tetap konstan. Sungguh fenomena yang mencurigakan energi gelap! Tapi, Anda akan berkata, massa lubang hitam raksasa ini positif. Jika massanya bertambah, itu berarti... pertumbuhan massa positif, bukan?
Anda tidak memahami. Gunakan otak Anda dan periksa kembali persamaan keadaan yang terkait dengan energi gelap ini. Peningkatan energi positif di pusat lubang hitam raksasa menyebabkan peningkatan tekanan negatif. Anda mengerti? Yang mengatakan massa positif berarti energi gelap positif tetapi... tekanan negatif. Kita sudah memiliki model lubang hitam "tanpa singularitas" yang menggunakan semua ini.
Anda sekarang tahu di mana letak energi gelap: di pusat lubang hitam raksasa. Semua ini adalah trik besar dan keajaiban (R. Kipling, "Cerita seperti ini").
Dalam ilmu pengetahuan, kita harus tidak menolak sesuatu a priori, terutama ketika gagasan ini didasarkan pada sesuatu yang faktual: pertumbuhan massa objek hipermasif di pusat galaksi elips. Fakta observasional yang harus dipertimbangkan oleh para teoretikus, bagaimanapun. Fenomena pertumbuhan massa lubang hitam raksasa ini memberi cahaya pada sifat mendalam mereka. Sebelumnya, para teoretikus kesulitan memodelkan pembentukan mereka melalui akresi dan fusi lubang hitam bintang. Sekarang, biarkanlah fenomena akresi ini tergantikan. Masalah secara faktual hampir ter