universi gemelli cosmologia gemellare
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...L'analogia con una lentezza di vetro è relativamente buona. Una massa positiva M fa convergere i raggi. Una massa M* li fa divergere:
Analogia con l'ottica:
...Quando si osserva un parquet a pois attraverso una lente divergente, si può scorgere un numero maggiore di oggetti, di diametro apparente più piccolo. Ma è la loro luminosità a ridursi (la loro "magnitudine apparente"):
...Dal punto di vista cosmologico, i conglomerati di materia fantasma, che fungono da lenti divergenti, dovrebbero ridurre la magnitudine delle galassie con alto redshift, aumentandone contemporaneamente il numero.
...Per valutare l'effetto sarebbe necessario conoscere il diametro dei conglomerati di materia fantasma, cosa difficile da fare. Se si formano, non si sa a priori che cosa potrebbero diventare. Si trasformano in galassie iper-giganti?
...Se si collocano al centro delle "grandi bolle vuote", sono in media distanti cento milioni di anni luce l'uno dall'altro. Ma l'influenza sullo sfondo lontano dipende fortemente dal loro diametro f. Vedi:
J.P. Petit, P. Midy e F. Landsheat: Materia fantasma astrofisica. 5: Risultati delle simulazioni numeriche 2D. VLS. Su uno schema possibile per la formazione delle galassie. [Su questo sito: Geometrical Physics A, 8, 1998, sezione 3, espressione (23) e figura 18. ]
...Tuttavia, se questi oggetti esistono, devono creare l'aspetto di un gran numero di galassie nane per alti redshift. E questo è esattamente ciò che si osserva (P.J.E. Peebles: Principles of Physical Cosmology, Princeton Series in Physics, 1993). L'interpretazione classica è che le galassie nane si formino per prime, per poi generare oggetti più grandi tramite fusione, cannibalismo galattico (merging). Il nostro modello offre un'interpretazione alternativa a questo effetto di nanismo delle galassie a alto redshift.
Verso una teoria della nascita delle galassie.
...Si tratta di uno scenario nuovo, che richiede di esplorarne tutte le implicazioni. La difficoltà principale, ancora non risolta, è trattare contemporaneamente entrambi i fenomeni. Non si può separare il fenomeno dell'espansione cosmica dalla formazione delle diverse strutture. Al momento non si sa gestire entrambi contemporaneamente.
...Tuttavia, esploriamo un'ipotesi scenica. I grumi di materia fantasma potrebbero costituirsi per primi, esercitando immediatamente una forte pressione inversa sulla materia, che quindi si riscalderebbe. Vedi il documento citato sopra [ Su questo sito: Geometrical Physics A, 8, 1998, sezione 4, schemi 19, 20 e 21. ]
...In astrofisica, non appena un oggetto si condensa, si raggruppa, la sua temperatura aumenta. È il caso, ad esempio, delle proto-stelle. Ciò equivale a una conversione dell'energia gravitazionale (potenziale) in energia cinetica (velocità dell'agitazione termica). La pressione è la densità moltiplicata per la temperatura (p = n k T). La pressione aumenta e contrasta il collasso. Una proto-stella, prima dell'accensione, è una massa sferoidale di gas a qualche migliaio di gradi, delle dimensioni del sistema solare, che irradia nell'infrarosso. In questa forma emette infatti più energia di quanto farà in seguito, quando trarrà l'energia dalle reazioni di fusione. È la sua superficie a irradiare. Deve "traspirare" il calore. Altrimenti non potrebbe contrarsi, aumentare la temperatura al centro e avviare il processo di fusione (minimo 700.000 gradi).
...La compattazione dell'oggetto non lo rende un buon emettitore. A temperatura uguale, l'energia termica è proporzionale al cubo del raggio, mentre la superficie emittente è proporzionale al quadrato.
...Al contrario, la lastra rappresenta l'emettitore ottimale. Ora, spingendo la nostra materia, i conglomerati di materia fantasma la comprimerebbero in forme di lastre (le pareti delle "bolle di sapone concatenate"). Vedi il documento e le figure citate sopra.
...I calcoli andrebbero fatti, ma si può supporre che questa geometria favorisca un raffreddamento radiativo intenso, quindi una destabilizzazione del mezzo rispetto all'instabilità gravitazionale (per questi problemi di instabilità gravitazionale, vedi la mia striscia a fumetti Mille Miliardi di Soli, Ed. Belin, 8 rue Férou, Parigi 75006, oppure nel "CD-Lanturlu").
...La materia tenderebbe quindi a frammentarsi in proto-galassie. Subito dopo, la materia fantasma si infiltrerebbe nello spazio disponibile e si arriverebbe a uno schema in cui le galassie sono alloggiate in lacune di materia fantasma. Questo dà lo stesso schema ottenuto dalla presenza di masse negative nel nostro universo (ipotesi di Souriau). Riprendiamo lo schema delle galassie circondate da "materia negativa" (materia fantasma, materia gemella, materia a massa negativa, poco importa il nome che si sceglie di dare).
...Secondo lo schema suggerito da Souriau, le masse negative si respingerebbero. In queste condizioni non fornirebbero una spiegazione alla struttura su grande scala dell'universo.
Una spiegazione del confinamento delle galassie.
...Si ottiene quindi uno schema in cui la materia fantasma esercita una pressione inversa sulla galassia, assicurandone il confinamento. È un'alternativa all'idea della presenza di materia oscura al suo interno.
Vedi J.P. Petit e P. Midy: Materia oscura repulsiva. [Vedi su questo sito: Geometrical Physics A, 3, 1998, sezione 2* ***]. Ma esistono galassie sferoidali. Sarebbero quindi alloggiate in cavità di stessa geometria, create nella distribuzione quasi uniforme di materia fantasma circostante (ricordiamo che è più calda della nostra). Queste cavità sarebbero allora confinanti?
Questo non contraddirebbe forse il teorema di Gauss?
...Tutti gli studenti di fisica sanno che se si carica uniformemente una sfera elettricamente, il campo è nullo all'interno. Si potrebbe pensare di decomporre il campo gravitazionale creato all'interno della cavità sferica attribuendolo a strati concentrici successivi, ognuno dei quali contribuisce con valore nullo.
Questo sembra... ovvio. Ma questo teorema si basa su un presupposto: che la forza gravitazionale sia proporzionale a 1/r² a qualsiasi distanza, anche... all'infinito.
Un campo newtoniano dà luogo all'equazione di Poisson, applicando il teorema di Green:
DY = 4 p G r
...L'equazione di campo di Einstein, a piccole distanze, per curvature deboli, in regime quasi-stazionario (dal punto di vista cosmologico) e per velocità basse rispetto a quelle della luce, fornisce la legge di Newton e l'equazione di Poisson.
...Questa equazione può gestire una distribuzione uniforme (r = costante) e infinita di materia? Finora lo si è supposto. Ma si giunge così a un paradosso. Consideriamo la simmetria sferica e un punto O qualsiasi, origine delle nostre coordinate. L'equazione di Poisson si scrive allora:
dove r è la distanza radiale e Y è il potenziale gravitazionale, dal quale deriva la forza gravitazionale g (radiale in simmetria sferica):
...L'equazione non ammette una soluzione Y = costante con r diverso da 0. C'è quindi una forza gravitazionale, il che sembra paradossale: ci si aspetterebbe che ogni particella, soggetta alla forza attrattiva di tutte le vicine, subisca una forza risultante nulla.
Questa soluzione è:
Il campo gravitazionale, centrato su quel punto O, non è nullo e corrisponde a:
Non solo il campo non è nullo, ma tende all'infinito con r.
Una particella-test, immersa in questa distribuzione, avrebbe quindi tendenza a cadere verso quel punto O.
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