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Il Big Bang gemello e il problema dell'età del nostro universo.
Lo studio delle evoluzioni congiunte di questi due universi gemelli corrisponde ai due seguenti articoli:
- J.P. Petit & P. Midy : Astrofisica della materia fantasma - materia. 3 : L'era radiativa : Il problema dell'« origine » dell'universo. Il problema dell'omogeneità dell'universo primitivo. Fisica Geometrica A, 6, 1998.
- J.P. Petit & P. Midy : Astrofisica della materia fantasma - materia. 1. Il quadro geometrico. L'era della materia e l'approssimazione newtoniana. Fisica Geometrica A, 4, 1998. ** **
...Possiamo definire scale di lunghezza R e R*. Studiamo l'evoluzione rispetto al tempo t del nostro primo universo, supposto essere il nostro (ma eventualmente : t* = - t). In breve: decidiamo di descrivere l'evoluzione dei due universi con lo stesso indicatore temporale t.
...Durante l'era radiativa, supponiamo che R(t) vari come R*(t). Supponiamo che i due universi siano fortemente accoppiati. Così, quando l'era radiativa finisce nei due universi, inizia l'era dominata dalla materia. Esaminiamo per primo questo secondo periodo.
...Se le due densità r e r* sono supposte uguali (nell'era dominata dalla materia, le pressioni p e p* sono trascurabili, come nei modelli classici di Friedmann), i tensori T e T* sono uguali. Allora, le equazioni del campo si riducono a :
(142)
S = S* = 0
la cui soluzione comune è (143)
R = R* = ct
e corrisponde a un'espansione lineare nei due universi. Mostriamo nell'articolo citato che questa espansione è instabile. Uno dei due universi inizia a espandersi più velocemente dell'altro, che si rallenta. *Vedere Fisica Geometrica A, 4, 1998, sezione 2.
*(144)
...Le due leggi R(t) e R*(t) si allontanano dalla loro evoluzione lineare iniziale comune. Supponiamo che R(t) corrisponda al nostro universo. Nella figura (145), il modello standard, con una costante cosmologica nulla.
(145)
...Nel 1994 la rivista Nature ha sollevato un problema serio riguardo all'età dell'universo, a causa delle misurazioni effettuate dal telescopio spaziale Hubble su galassie lontane, dove il satellite aveva scoperto cefeidi.
...Si è rivelato che le distanze di queste galassie erano state sovrastimate. Il nuovo valore corrispondente della costante di Hubble, aumentata, ha ridotto l'età dell'universo a 8-9 miliardi di anni.
...Fino al 1994, l'età delle stelle più vecchie della nostra galassia, situate nei ammassi globulari, era stimata intorno ai 15-20 miliardi di anni.
...Dopo le misurazioni effettuate nel 1993-1994 dal telescopio Hubble, l'universo è diventato più giovane delle sue stesse stelle!
...Quattro anni dopo, la situazione non sembra più così critica, per due motivi.
-
A causa delle misurazioni del satellite Hipparcos, la calibrazione delle cefeidi è stata modificata.
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I teorici hanno fatto grandi sforzi per ridurre l'età delle stelle più vecchie degli ammassi globulari.
Ma questo problema non è ancora chiuso.
...La figura seguente mostra come il modello del Big Bang gemello aumenti sistematicamente l'età del nostro universo, rispetto al Modello Standard (linea tratteggiata) per un valore dato della costante di Hubble Ho.
(146)
...Nella figura 144, vediamo come la materia fantasma spinge la nostra materia "in avanti", accelerando il nostro processo di espansione. Inversamente, possiamo rallentare l'espansione dell'universo fantasma (descritto rispetto al nostro tempo t, ovviamente). Così, l'universo fantasma agisce come una "costante cosmologica". Classicamente, si considera che la costante cosmologica corrisponda alla forza repulsiva del vuoto. In questo modello, l'universo fantasma possiede una "forza repulsiva", che accelera la nostra espansione.