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Di cosa potrebbe essere fatta la materia gemella.
La fisica teorica è in crisi da più di 30 anni. Molti articoli sono stati pubblicati diversi anni fa riguardo il monopolo magnetico, ma nessuno è mai stato osservato. L'esistenza dei partner supersimmetrici non è ancora stata provata. Nessuno sa cosa sia un "gravitone". Quando i ricercatori hanno cercato di rilevare la decadenza del protone, questo non ha collaborato. Quasi tutto ciò che i nuovi telescopi ci portano resta un mistero completo. Nessuno sa cosa siano i quasar (QSO), i lampi gamma né come funzionino. I buchi neri giganti sono stranamente silenziosi, ecc. La teoria delle superstringhe non è altro che una nuova moda, nonostante migliaia di articoli pubblicati in questa "nuova disciplina". Il mondo delle superstringhe è un terreno strano dove la fisica sembra disperatamente assente. Nel seguito presentiamo la prima descrizione geometrica dell'antimateria. Come spesso diceva J.M. Souriau, la teoria dei gruppi è lo strumento fondamentale che abbiamo a disposizione per trattare i fenomeni fisici. Un'azione naturale di un gruppo di Lie è la sua azione coaggiunta sul suo algebre di Lie, come introdotta da J.M. Souriau nel 1970 [53]. La dimensione di un gruppo G è il numero di parametri da cui dipende. È anche il numero di componenti del suo momento J. Il gruppo di Lorentz L è un gruppo a sei dimensioni, che possiede quattro componenti connesse. Introduciamo il gruppo a quattro elementi ω, nella sua rappresentazione matriciale (a). Possiamo quindi costruire il gruppo di Lorentz completo L a partire dalla sua componente neutra Lₙ, tramite un prodotto diretto di gruppi (b), dove (c) indica la rappresentazione matriciale. Un nuovo prodotto semidiretto (d) dà il gruppo di Poincaré.
Introduciamo il quadrivettore evento (e) e il vettore di traslazione spazio-tempo C: (f). Possiamo dare una rappresentazione matriciale (g) dell'elemento di Poincaré. In (h), la sua azione sullo spazio-tempo è definita. Ma questa nasconde un'azione più importante: l'azione coaggiunta del gruppo sul suo spazio a dieci componenti del momento J (il gruppo di Poincaré ha dimensione dieci).
Souriau scrive questo momento nella forma:
J = {E, p, f, l},
dove E è l'energia, p la quantità di moto, f il "passaggio" e l il momento angolare. È conveniente introdurre, seguendo Souriau, una matrice antisimmetrica M: (a) e il quadrivettore quantità di moto-energia P: (b). Il calcolo del duale dell'azione del gruppo sulla sua algebra di Lie fornisce l'azione sul momento { (c), (d) }.
Ora, se vogliamo evidenziare le simmetrie I, P, T e PT, scegliamo (e) e (f). L'azione coaggiunta diventa allora { (g), (h) }, che dà:
Come ha sottolineato J.M. Souriau nel 1970, a partire dalle matrici (c), costruiamo il sottogruppo ortocrono P₀: (d), composto da due componenti connesse: la componente neutra Pₙ e la componente di inversione spaziale Pₛ. Gli elementi di queste due componenti non modificano il segno dell'energia E. Al contrario, le matrici (e) producono l'insieme anticrono, i cui elementi invertendo il segno dell'energia, in modo che l'inversione del tempo sia accompagnata da un'inversione dell'energia, cioè di massa, se le particelle ne possiedono una. In conclusione, vediamo che la massa negativa e l'energia negativa emergono dalla descrizione dinamica del gruppo di Poincaré, riferendoci ai movimenti relativistici dei punti materiali.
Ora estenderemo il gruppo di Poincaré, considerando:
Introduciamo le matrici (a) e (b). Successivamente, diamo una rappresentazione matriciale del gruppo, che agisce in (e) su un fibrato Z₂ × U(1) × ℝ⁴. In (f), otteniamo l'espressione geometrica della simmetria C. La quinta dimensione (c) è compatta. Così, ogni elemento del gruppo corrispondente alle scelte (f) implica una simmetria rispetto alla retta indicata.
Il calcolo dell'azione coaggiunta del gruppo sul suo momento non presenta difficoltà particolari. Come ha sottolineato Souriau nel 1970, l'aggiunta di una dimensione compatta q è accompagnata da uno scalare aggiuntivo quantizzato, identificato con la carica elettrica q. L'azione sulla parte del momento relativa al gruppo di Poincaré non cambia. L'azione sulla carica elettrica dà:
Le particelle sono descritte in termini di orbite del gruppo. Alcune hanno energia positiva, altre energia negativa. f può essere considerato un indice di piega.
f = +1 indica la piega F,
f = –1 indica la piega F̅.
Otteniamo così una struttura geometrica gemella. L'azione è semplicemente:
f′ = n f.
Questo può essere riassunto nella figura 21:
Fig. 27: Impatto delle simmetrie sulle componenti del momento.
Notiamo che (ν = –1) indica i termini anticroni del gruppo. Una particella e il suo movimento corrispondono a un elemento particolare del momento. I termini anticroni trasformano i movimenti ortocroni in movimenti anticroni e invertendo massa ed energia. Poiché lo spazio-tempo è composto da due pieghe separate F e F̅, gli incontri tra particelle di energia opposta possono essere evitati se si collocano le particelle di energia positiva in una piega (ad esempio F) e le particelle di energia negativa nella sua piega gemella F̅. Questa descrizione fisica è coerente con le proprietà del gruppo.
- Simmetria PT e simmetria CPT.
Come ha sottolineato Souriau nel 1970, ogni simmetria che include una trasformazione T inverte energia e massa. Se consideriamo una particella normale, di massa m e carica elettrica q, il suo simmetrico CPT ha energia e massa negative. Feynman ha mostrato che il simmetrico PT di una particella si comportava come un'antiparticola; tuttavia, secondo i risultati di Souriau, essa ha massa e energia negative. Dopo quanto sopra, abbiamo costruito una nuova descrizione dell'Universo come composto da due entità gemelle. La prima è una piega F, supposta essere la nostra, piena di materia e antimateria di Dirac, simmetrica C rispetto alla prima. Nella seconda piega F̅, la dualità materia-antimateria si applica anche. La sua materia è simmetrica CPT rispetto alla nostra, mentre la sua antimateria corrisponde a quella di Feynman. Insieme, le due pieghe sono simmetriche CPT. Questo è coerente con le idee iniziali di Sakharov ([33] a [36]). Il lavoro iniziale dell'autore, dedicato alla cosmologia dell'Universo gemello, è stato pubblicato nel 1977.
- Modello di stella neutronica fuggente: un'alternativa al modello del buco nero.
Classicamente, la criticità di una stella neutronica si basa su una criticità geometrica. Una sfera di densità costante, circondata da vuoto, può essere descritta da due metriche di Schwarzschild collegate (interna ed esterna). Queste espressioni sono state date nella sezione 7. Esse diventano critiche quando il raggio della stella neutronica tende al suo raggio di Schwarzschild associato. Tolmann, Oppenheimer e Volkov hanno derivato (vedi [52], eq. 14.22) una celebre "equazione TOV", che dà la pressione in funzione della distanza radiale in una stella neutronica.
Fig. 28: A sinistra, criticità geometrica; a destra, criticità fisica.
Il calcolo mostra che, prima che le condizioni geometriche siano raggiunte, si verifica una criticità fisica: la pressione tende all'infinito al centro della stella (a sinistra).
Fig. 29: Pressione in funzione della distanza radiale in una stella neutronica.
Ora formuleremo alcune ipotesi. Nella sezione 15 abbiamo cercato di descrivere lo stato primitivo dell'Universo, tornando indietro nel suo passato. Per spiegare la sua grande omogeneità, abbiamo introdotto una variazione delle costanti fisiche durante l'era radiativa. Tuttavia, questa esplorazione rimane molto rischiosa. Abbiamo solo cercato di dare nuove prospettive alla domanda: "Cosa succede quando guardiamo al passato lontano dell'Universo?" Penso che non abbiamo tutte le chiavi. Tuttavia, esprimerò un'opinione: penso che quando la pressione raggiunga un valore critico (da determinare), il nostro Universo diventi collegato al suo gemello, che A. Sakharov suggeriva "risiede nel suo passato". Anche se rimane ancora confuso, riconosco che si tratta di un'ipotesi, penso che il nostro universo interagisca con il suo passato, che si estenderebbe lungo un tipo di ponte spazio-temporale. Sakharov pensava che il nostro Universo e il suo gemello fossero collegati. Aggiungo che interagirebbero costantemente, ovunque, in ogni momento. È per questo che la freccia del tempo sembra invertita nel gemello, come mostra la sezione 19. È anche per questo che gli atomi gemelli sembrano avere una massa negativa e respingere i nostri. Per noi, vivono semplicemente al contrario nel tempo, e secondo i lavori di Souriau, la loro massa apparente è negativa.
Per analogia, suppongo che quando la criticità fisica venga raggiunta al centro di una stella neutronica, i valori locali delle costanti fisiche cambino radicalmente. Una tale condizione "riprodurrebbe" localmente le condizioni del "Big Bang". Si aprirebbe allora un ponte spaziale, aspirando la materia a velocità relativistica. Questo "scenario dolce" si verificherebbe quando il flusso di materia dovuto al vento stellare di una stella compagna raggiunge condizioni critiche al centro della stella. Allora si potrebbe descrivere geometricamente uno stato stazionario utilizzando le quattro metriche di Schwarzschild. Per la piega F:
Per la regione adiacente, coniugata, della piega gemella F̅:
Si possono studiare i sistemi geodetici e collegarli attraverso un ponte spaziale il cui unico parametro è la sua area. Piccoli ponti spaziali potrebbero assorbire la materia proveniente dal vento stellare di una stella compagna, poiché vicino a essa la densità è enorme e la velocità relativistica. Nella figura 24, un'immagine 2D didattica del modello.
Fig. 30: Immagine 2D didattica di una stella neutronica fuggente (SNS).
Un afflusso violento di materia, ad esempio dovuto a fenomeni eruttivi più intensi di una stella compagna o alla fusione di due stelle neutroniche che formano un sistema binario, potrebbe provocare l'apertura rapida di un ponte spaziale, come suggerito a destra della figura 24. L'esplicazione dei lampi gamma potrebbe trovarsi lì. Questo modello mette in discussione il modello del buco nero. Vedremo in seguito in che modo quest'ultimo è discutibile. C'è qualcosa che non va in questo modello di buco nero. Ci sono troppi candidati e tutti sanno che un piccolo errore nell'valutazione della distanza può trasformare tali candidati in semplici stelle neutroniche. Non esiste alcuna prova irrefutabile della loro esistenza. Si crede semplicemente, per abitudine. Si diceva sempre: "Cosa potreste immaginare d'altro?" Guardate l'inizio dell'articolo. Abbiamo menzionato il numero del giornale Le Monde in cui Fort e Méillier presentavano una mappa 3D colorata della materia oscura, e il giornalista, entusiasta, titolava [1]: "La materia oscura esiste davvero: devia i raggi luminosi". Ma cosa dire degli "ammassi oscuri" [2], scoperti dagli stessi ricercatori, che "attirano e deviano i raggi luminosi, ma sembrano respingere la materia ordinaria"? Se confermati, sarebbero composti, come suggerisce Fort, esclusivamente di "materia esotica". E se fosse così, di cosa si tratterebbe? Cosa dire dell'accelerazione delle sonde spaziali [49], che una distribuzione di materia oscura non potrebbe spiegare? Oggi si ha bisogno di trovare buchi neri giganti al centro delle galassie, per giustificare i parametri dinamici di queste regioni. Ma questi giganti sembrano molto silenziosi, come la Bella Addormentata nel Bosco, non è vero? Alcuni hanno suggerito che potrebbero essere "buchi neri saziati". Per quanto tempo continueremo a cercare di risolvere nuovi problemi inventando nuovi nomi?
Riassunto dell'articolo ---
