7
Nel
articolo: J.P. Petit e P. Midy: Fisica astrofisica della materia e materia fantasma. 7: Confinamento delle galassie sferoidali da parte della materia fantasma circostante. [
Su questo sito: Fisica geometrica A,
10
, 1998.
] è stata riesaminata questa questione dal punto di vista del teorema di Gauss, dell'effetto schermo e dell'equazione di Poisson. Si dimostra che, quando si considera una distribuzione uniforme di materia, eventualmente illimitata, l'equazione di Poisson non esiste più semplicemente perché diventa impossibile definire un potenziale gravitazionale in un tale mezzo. Infatti la legge di Newton e l'equazione di Poisson derivano dal formalismo della Relatività Generale solo quando si può disporre di una soluzione allo zero, stazionaria, che poi si può perturbare. Tuttavia, tale soluzione non può esistere quando l'universo non è vuoto. Si ottengono così, in Relatività Generale, le soluzioni di Friedmann, fondamentalmente non stazionarie.
Il campo all'interno di una cavità praticata in una distribuzione uniforme si ottiene in modo semplice. Una distribuzione di materia fantasma
(che si comporta come un insieme di masse negative, rispetto alla nostra materia) con una cavità sferica è equivalente alla sovrapposizione del campo creato da una distribuzione uniforme (nullo) più quello creato da una sfera piena di materia ordinaria, con densità costante:
Il campo creato dalla sfera piena cresce con la distanza dal centro, poi decresce. Una cavità sferica è quindi "confinante". Lo stesso vale per una cavità ellissoidale. Se il confine è brusco, il campo di confinamento sarebbe equivalente a quello creato da un ellissoide appiattito, riempito di materia ordinaria con densità uniforme.
Ma il confine non può essere brusco. La cavità nella materia fantasma è sfumata e questa variazione di densità è accompagnata da un gradiente di pressione. È proprio questo gradiente di pressione che spingerebbe la materia fantasma a riempire la cavità se la galassia scomparisse. Nell'articolo [Fisica geometrica A,
2
], sezione 2, sono stati effettuati calcoli con distribuzioni di materia e materia fantasma più sofisticate. È stata anche indicata la metodologia analitica utilizzata. Si noti che si ottiene allora una curva di rotazione molto simile a quelle osservate. Vedi: J.P. Petit e P. Midy: Materia oscura repulsiva. [Su questo sito: Fisica geometrica A,
3
, 1998.
Figura 4.]
Abbiamo quindi una teoria alternativa alla materia oscura. Personalmente penso che da tutto questo potrebbe emergere un modello teorico di galassia, che implicherebbe due equazioni di Vlasov accoppiate più l'equazione di Poisson. Vedi, in questo contesto: J.P. Petit: Cosmologia dell'universo gemello: Astronomia e Scienza dello Spazio
226
: 273-307, 1995 e [
Su questo sito: Fisica geometrica A,
2
, sezione 4.
]
DY = 4 p G (r - r *)
dove (r * > 0) si riferisce alla densità di materia fantasma. Il segno meno deriva dalla struttura dell'equazione di campo.
Effetto di lente negativa.
La "prova irrefutabile" della presenza di materia oscura nelle galassie, secondo gli astrofisici, si basa sugli intensi effetti di lente gravitazionale osservati. Le galassie producono immagini multiple, così come gli ammassi di galassie. Come di consueto, quando qualcosa appartiene davvero al bestiario cosmico, dopo un o due casi, arrivano decine, poi centinaia di osservazioni. In effetti, le immagini si accumulano.
Gli effetti intensi osservati non corrispondono alle masse stimate delle galassie o degli ammassi di galassie. C'è un forte "effetto di massa mancante".
Ma un ambiente non omogeneo di materia fantasma porterebbe a risultati identici.
Nel nostro foglio dell'universo, la materia fantasma produce un effetto di lente gravitazionale negativo.
Nel modello, e nel nostro foglio di spazio-tempo, dei conglomerati di materia fantasma (o "materia gemella"), presenti nella porzione "adiacente" F* del nostro foglio F, creano una "curvatura indotta" negativa in questo. È ciò che abbiamo cercato di illustrare, in modo didattico, in precedenza, utilizzando il modello di un "cono negativo smussato", la cui parte centrale è a sella di cavallo (una superficie con curvatura negativa costante). Se si considera la figura sopra, si è suggerita la presenza di un conglomerato di materia gemella, o materia fantasma, con una linea tratteggiata. Questo non è osservabile otticamente dal nostro spazio-tempo (poiché, geometricamente, i fotoni non possono passare da un foglio all'altro). Tuttavia, come suggerito nella figura, questi conglomerati producono un effetto di lente gravitazionale negativo (effetto di lente negativa).
Le traiettorie dei fotoni, nel foglio F, sono rappresentate schematicamente. Ma questi fotoni non possono interagire con gli atomi della materia fantasma che costituiscono il conglomerato presente nella porzione adiacente del foglio F (il cui contorno è rappresentato in tratteggio). I fotoni "attraversano quindi liberamente il conglomerato".
Come già segnalato, è il gradiente di densità a produrre l'effetto. Una distribuzione omogenea di materia o di materia fantasma non devierebbe i raggi luminosi.
Tutto avviene, per la materia ordinaria, "come se la materia attirasse i fotoni" e per la materia fantasma "come se respingesse i fotoni". Una cavità praticata nella materia fantasma avrebbe quindi un effetto focalizzante, come accennato di seguito:
L'indicazione è solo schematica, ma rassicuratevi: nessuno sa calcolare il percorso di un raggio luminoso in una distribuzione non omogenea di materia (o di materia fantasma).
A questo effetto focalizzante si aggiungerebbe l'effetto dovuto alla presenza della galassia. Tralasciando la presenza di questo ambiente di materia fantasma intorno all'oggetto, non si potrebbe spiegare il fenomeno con la sola massa della galassia (o dell'ammasso di galassie).
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