Il problema della massa mancante (p4)
- La struttura a grande scala dell'universo
Dall'equazione (24) vediamo che se un ammasso esiste in una piega, una struttura diffusa associata esiste nella regione coniugata della seconda piega. Se questo modello è corretto, dovremmo trovare strutture a alone nella nostra piega dell'universo. Con l'aiuto del Dr. Pierre Midy, dell'università di Orsay, in Francia, abbiamo effettuato simulazioni numeriche, utilizzando un computer Cray-1. Consideriamo due distribuzioni di 350 punti. La prima è rappresentata da piccoli cerchi e la seconda da piccole croci. All'inizio i punti sono distribuiti casualmente sullo schermo e sono considerati rappresentare due gas uniformi. Ogni massa ha una velocità casuale corrispondente a una distribuzione isotropa di Maxwell con una velocità termica media . Chiamiamo m1 gli elementi della prima popolazione e m2 gli elementi della seconda popolazione. Applichiamo la legge di Newton con:
m1 attrae m1: effetto gravitazionale
m2 attrae m2: effetto gravitazionale
m1 e m2 si respingono reciprocamente: effetto antigravitazionale
Consideriamo questo sistema bidimensionale come periodico nello spazio. In altre parole, il bordo superiore è collegato al bordo inferiore e il lato destro al lato sinistro (toro euclideo 2D). In questo modo possiamo calcolare la somma delle azioni reciproche delle particelle. A ogni intervallo di tempo Δt calcoliamo l'accelerazione di ogni particella e determiniamo la traiettoria con lo sviluppo in serie di Taylor. Ogni particella che esce dal bordo destro riappare dal bordo sinistro, e lo stesso avviene per i bordi superiore e inferiore. Questo permette di studiare l'instabilità gravitazionale di questi due sistemi accoppiati in una porzione finita dello spazio (con topologia toroidale). L'intervallo di tempo è determinato in modo da ottenere risultati numerici significativi. In altre parole, richiediamo che la traiettoria di una particella sia approssimativamente regolare. Le figure seguenti mostrano il comportamento tipico del sistema dopo 4000 intervalli di tempo. Nelle figure 4 e 5 troviamo sia ammassi che pattern cellulari. Questo fenomeno è rafforzato nelle figure 7 e 8.
Fig. 4: Effetto dell'instabilità gravitazionale sul sistema 1
Fig. 5: Effetto dell'instabilità gravitazionale sul sistema 2
Fig 6 (ga3127): Sovrapposizione dei due.
Fig 7: Distribuzione spaziale amplificata delle due popolazioni.
Fig 8: Bianco: popolazione 1. Grigio: popolazione 2
Suggeriamo che un tale meccanismo potrebbe spiegare la struttura a grande scala dell'universo e la distribuzione osservata delle galassie. Supponiamo che la nostra piega dell'universo corrisponda alla popolazione 1. Nella parte inferiore destra dello schermo, questa materia è disposta intorno a grandi "bolle" vuote. Queste bolle corrispondono a una disposizione a ammassi della popolazione 2, supposta trovarsi nella seconda piega dell'universo (in realtà la regione antipodale), in accordo con la nostra teoria. Ma, come si vede nella figura 8, per una popolazione data, la materia può essere disposta in alcuni posti come un formaggio "gruyère" svizzero, e in altri posti come un'emulsione.
Queste prime simulazioni numeriche rudimentali devono essere sviluppate con un numero maggiore di punti e in una rappresentazione tridimensionale. Sappiamo che il comportamento di un sistema in tre dimensioni può differire leggermente da quello in due dimensioni. Ma pensiamo che le conclusioni siano simili. Pensiamo che con un numero maggiore di punti, potremmo ottenere un sistema frattale, come suggerito nella figura 14, ma precisiamo che questo calcolo particolare non è ancora stato effettuato, anche se è in corso di studio. Secondo questa idea, le galassie dovrebbero trovarsi nei buchi del nuvolo di antimateria associato, il che garantirebbe il loro confinamento, come suggerito in precedenza.