cosmologia dell'univers gemello Astrofisica della materia e della materia fantasma. 1. Il quadro geometrico. L'era della materia e l'approssimazione newtoniana. (p5)
Commento :
Questo lavoro si basa sul sistema delle due equazioni di campo:
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Al momento in cui questo testo è stato scritto, esisteva già un modello in cui la descrizione dell'era radiativa, "a costanti variabili", era già presente. Tuttavia, poiché il revisore di A & A non aveva fatto alcun commento su questa parte, oggetto del saggio 6, abbiamo preferito tornare alla versione (1) + (2), più primitiva. Essa permette ovviamente di ricollegarsi al modello standard, quando il raggio diventa "due volte il modello standard". Ma il modello risente allora del cambiamento dei segni. Non solo perde un po' della sua eleganza, ma presenta la caratteristica seguente: quando i fotoni si trasformano in materia e viceversa, o i fotoni fantasma si trasformano in coppia materia fantasma, antimateria fantasma, la loro contribuzione al campo cambia di segno. Il modello a costanti variabili, applicato all'era radiativa, permette di ritornare al sistema.
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Ma questo sistema di equazioni, senza tale sofisticazione, non può descrivere l'era radiativa. Infatti, a costanti variabili, produce, con R = R*, la soluzione banale R » R* » t. Un'espansione allora troppo lenta, ad esempio, da interrompere la nucleosintesi primordiale che produce l'elio dall'idrogeno primordiale, e l'elio fantasma dall'idrogeno fantasma primordiale. Tutto il materiale, nel nostro universo, si troverebbe così convertito in elio.
L'analisi della soluzione mette in evidenza un'instabilità tra le due espansioni R(t) e R*(t) (qui si assume la stessa variabile temporale). L'universo fantasma "spinge" in qualche modo il nostro universo davanti a sé, comportandosi, notiamo, al passaggio come una sorta di "costante cosmologica". Non si tratta allora del "potere repulsivo del vuoto", ma del "potere repulsivo dell'universo fantasma".
L'andamento delle curve della figura 1, in particolare il rapporto R/R*, a un'epoca supposta essere il nostro presente, dipende da scelte di condizioni iniziali del tutto arbitrarie. Scelte diverse delle condizioni iniziali porterebbero a rapporti R/R*, e quindi a rapporti r*/r diversi. Si tratta di un rapporto ad hoc, che permette di riconnettersi al risultato ottenuto nel 1994 riguardo alla costante di Hubble. Il nostro modello, come quello che fa ricorso alla costante di Hubble, è anch'esso "a geometria variabile", e scelte opportune delle condizioni iniziali permettono di ottenere profili R(t) che danno un'età dell'universo aumentata. Così, nel lavoro indicato, si può moltiplicare l'età dell'universo per un fattore 1,6 e, partendo da una costante di Hubble pari a 50, arrivare a un'età di 15 miliardi di anni. Ma oggi questo non sembra più così urgente. Infatti, l'analisi dei dati raccolti dal satellite Hipparcos sembra aver rivisto al rialzo la calibrazione delle distanze delle stelle cefeidi, il riferimento principale per le distanze. Al contrario, gli astrofisici hanno fatto del loro meglio per ridurre l'età delle stelle più vecchie della nostra galassia, basata sull'analisi degli ammassi globulari e sul loro stato di rilassamento. Così "tutto sarebbe tornato nell'ordine". Sospiro di sollievo: "l'allarme è stato caldo".
La questione è chiusa? È un po' presto per dirlo. Tuttavia, in caso di necessità, il modello materia-fantasma materia è disponibile per allungare a piacimento l'età dell'universo, come la costante cosmologica...
