双子宇宙対物質の暗黒、暗黒物質、暗黒エネルギーおよび宇宙定数
- 放射時代。
その考えは、いわゆる物理定数が物質時代において絶対定数のように振る舞うが、放射時代においては大きく変化するということである。これは非常に人工的のように思えるかもしれないが、この考えは最近いくつかの著者（例えばMagueijo (1999)）によって指摘された初期宇宙の均一性の問題を解決する可能性がある。しかし、この著者は13年前、1980年代末にこの考えを発見し、その後（[4]および[47]）発展させてきた。まず、時間の目盛りtの選択は任意であることに注意する。それは「私たちが事象が起こったと考える方法」に過ぎない。宇宙論では絶対的な時間は意味を持たない。観測者が宇宙に存在しなければ、その現象は「実際に存在」しない。観測者は、イベントの連続を自分の時間の流れと比較する必要がある。現在では、すべてのことが観測者の時間、つまり彼が生きる方法と比較されている。しかし過去と未来は、彼がそれを「想像する」方法に依存している。なぜなら彼は過去や未来に旅行することができないからである。過去と未来は、私たちが作るイメージに過ぎない。私たちが「観測」や「測定」と呼ぶ特定の局所的な現象に合致すれば、これらのイメージは正しいと述べる。では、「物理定数」を見てみよう。これらの定数は比較的最近発見されたものである。それは光の速度c、重力定数G、プランク定数h、粒子の質量、電気素量e、真空中の誘電率ε₀、およびいくつかの他の定数である。実験室で行われた測定では、大きな変化は見られない。人々は、これらの定数の変化が様々な宇宙現象に与える影響を長期間にわたって研究しようと試みた。しかし、彼らはこれらの定数を個別に、独立して変化させた。このような条件下では、単独の定数のわずかな変化が観測データと矛盾することを示すことができる。では、同時変化はどうなるのか？驚くことに、これらの定数の同時変化を想定することができ、これは実験室では検出できない。なぜなら、実験室の機器は物理の基本方程式に基づいて構築されているからである。もし、このゲージプロセスがこれらの式を不変に保つなら、どの定数の変化も検出することは不可能である。なぜなら、機器とそれらが測定する定数が平行に変化するからである。例えば、鉄製のテーブルの長さを鉄製の定規で測定したいと仮定する。両者は常温である。もしテーブルの長さが時間とともに一定であることが確認されても、このテーブルと定規が同じように温度変化によって膨張している可能性があるため、その長さが変化していないとは言えない。したがって、このような基本的なゲージプロセスを探求する必要がある。例えば、場の式に現れるアインシュタイン定数を見てみよう。この式の発散がゼロであると仮定する。これはニュートン近似では物質とエネルギーの保存に対応する。もしそうではないなら、ソース項を導入する必要がある。この仮説によれば、アインシュタイン定数cは絶対定数である。これはGとcが絶対定数であることを意味するのか？決してそうではない。これは次のことを意味するだけである：
1988年に初めて導入されたように、すべてのエネルギー形態が保存されるが、質量や電気的電荷などは保存されないものと仮定する。例えば、次のようになる：
物理学では、すべての学生が次のような手法を知っている。次のような物理的問題に対して、方程式または方程式の集合によって制御され、定数と実験データから特徴的な長さ、時間、および数を生成する。今では、方程式に現れるすべてのものが変化可能であることを考慮する。つまり、「定数」も含む。すべてを無次元形式に置く。例えばボルツマン方程式を見てみよう：
特徴的な長さスケールRと特徴的な時間スケールTを導入する：
この方程式は次のようになる：
シュワルツシルト半径がスケール因子Rに比例して変化することがわかる。要するに、次のようになる：
ジェーンズ長LjがRに比例して変化し、ジェーンズ時間tjがTに比例して変化することがわかる。RとTは、フリードマンモデルに似た関係で結ばれている。しかし、より詳しく見ると、これをゲージ関係と見なすと、ケプラーの法則も不変であることが意味する：
ちなみに、圧力（エネルギー密度として）を導入することで、これらのパラメータのゲージ変化が得られ、その後のエネルギーが保存されることを確認できる（このモデルでは、放射時代においてすべてのエネルギー形態が保存される）。したがって、放射が支配的であるときの光速cがエネルギー密度にどのように変化するかが判明する。
次に、シュレディンガー方程式を見てみよう：
無次元のポテンシャルの式を導入し、この方程式を変換する：
その結果、エネルギーはこのゲージプロセスによって変化しない。プランク定数hは、ミルンによって初めて予想されたようにTに比例して増加する。特徴的な長さ：
は空間スケール因子Rに比例して変化し、プランク時間tpは時間スケール因子Tに比例して変化する。この説明から見ると、放射時代における進化はゲージプロセスとして考えられる。これにより、「プランクの障壁」が問題になる。その「前量子時代」は現実的な意味を持つのか？最後に、マックスウェル方程式を扱う必要がある。
このような「拡張された次元分析」を続ける。結果として：
進化プロセス中に原子の構造を維持するために、微細構造定数が絶対定数であると仮定する。これにより、次の完全な解が得られる：
簡単に得られる：
見ての通り、放射時代において、宇宙の進化がゲージプロセスと識別されると、すべての特徴的な長さがR（上記のボーア半径）に比例して変化し、すべての特徴的な時間はTに比例して変化し、すべてのエネルギーは一定である。
すべての定数、空間的および時間的スケールはこのゲージプロセスに含まれており、その中のいずれかを選択して記述することができる。私たちはTを時間の目盛りtとして選ぶことができる。
次に、放射時代における定数の変化、放射圧prに対して：
定数の値が放射圧に依存すると仮定し、定義する必要がある臨界値pcrを導入すると、次のように書ける：
Go、mo、ho、co、ε₀は現在の値を示す。私たちは、この臨界条件が選ばれた時間目盛りt = tcrの値で達成されると仮定する。
これは図16に該当する。
図. 16 : 放射時代における定数の変化。
t >> tcr は物質時代に対応する
- 宇宙の均一性。
あらゆるモデルは観測的証拠を必要とする。図17左側には、初期宇宙の均一性に関する古典的なパラドックスが示されている。「古典的な説明」としては、「インフレーション理論」という、多くの仮定を必要とする理論である。今日では、一部の人々が変化する定数モデルを検討し始めている。これは、cの長期的な変化を含む。彼らはこれを「VLS（変化する光速）」と呼ぶ。実際、私は1988年にこの考えを発展させた[44]。cの時間的変化が、前節の内容と組み合わせて、ホライズンがR(t)に比例して変化することを保証し、これにより、あらゆる時点で均一性が保たれる。
図. 17 : ホライズン、標準モデルと現在のモデルに基づく。
- 副詞「前」が機能しないとき。
上記のように、時間の目盛りは任意の選択である。それには内在的な意味がない。標準モデルでは、宇宙の遠い過去を考えると、温度が上昇し、要素の速度はcに近づく。すべての粒子は相対的になるため、「どのようにして時計を構築するのか、どの素材で？」という質問が生じる。時計を見たとき、私たちは何を見ているのか？針の回転を見ている。1回転は1分、または1時間に相当する。地球が太陽の周りを1回転する時間は1年である。どれだけ呼称を変えても、この360度の回転には物理的な意味がある。これは疑いのない出来事である。同様に、2つの質量mが共通の重心の周りを回る参照系を考えることができる。これを私たちの「基本的な時計」と呼ぶことができる。熱平衡状態にある気体では、利用可能なエネルギーは移動エネルギー、回転エネルギー、振動エネルギーに分配される。もしシステムのエネルギーが自由粒子のエネルギーと同等であれば、共通の重心の周りを回る粒子のペアは考えられる。変化する定数のシステムでは、これも可能である。それでは、時間の目盛りtを使って回転数を数えることができる。これは現実的な意味を持たない：それは単なる年表的な目盛りである。
図.18 : 基本的な時計。
これはどういう意味を持つのか？この宇宙の説明によれば、過去には無限個の「基本的な出来事」が発生した。この時計が時間の測定に対応しているなら、過去は無限であり、時間の目盛りtは単なるフィクションである。例を挙げて説明しよう。編集者を訪問し、「2インチの厚さの本を出版したい」と言う。これはページの幅に依存する。ページの幅がゼロに近づくようにして「最初のページ」を読もうとすれば、編集者をだますことができる。本全体の幅が有限に見えるが、それは無限の物語を語っている。編集者が質問すべき適切な質問は、「あなたの本には何種類あるのか、何文、何語、何文字があるのか？」である。あなたの本の文字は「基本的な出来事」と比較できる。あなたの本、つまり「宇宙の物語」が過去に向かって広がると、無限の「基本的な出来事」が示される。したがって、始まりはなく、著者の前書きを読むことはできない。また、参照[4]に示されているように、私たちの基本的な時計の回転数は、バリオンごとのエントロピーに相当する。log tは「共形時間」とも呼ばれる。実際、これを新しい時間の目盛りとして選ぶと、計量は共形的に平坦になる：
前節では、プランク時間は時間の目盛りtに比例して変化することを発見した。これは、いわゆる「初期特異点（t = 0）」に向かって進むとプランク時間が縮小することを意味する。これはどういう意味なのか？私は答えを持っていない。とにかく、このモデルはすべての問題を解決しない。強い相互作用や弱い相互作用については扱っていない。これは単に「時間」と呼ぶ私たちのものに対する別の見方である。
- 結合した重力不安定性。
第3節では、反発する双子物質環境によって制限された銀河のモデルを提示した。この研究は半経験的だった。現在のセクションでは、対称性の球対称な正確な解を提示する。場の連立式から出発し、それらが発散しないと仮定する。
このような方程式から、オイラー方程式を導出できる。この方法は、アインシュタイン方程式に適用されたものと完全に同じである。
ポアソン方程式と結合：
古典的な摂動法により、ジェーンズ型の2つの連立式が得られる。LjとLjは特徴的なジェーンズ長である。
初期条件を持つ定常的な球対称解：
図19に典型的な数値解がある。
図. 19 : 結合した重力不安定性。 物質のクラスタと反発する双子物質環境の形成。
注（2007年5月23日）：
曲線の一般的な特徴は初期条件に依存する。選ばれた条件は任意であり、2つの折り目の質量密度と熱速度が等しいものを示す。しかし、興味深い特徴が見つかった。図19 bisでは、重力場の方向をプロットできる：
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** 図19 bis : 「暗黒物質ハロー」効果 **
重力場は重力レンズ効果を引き起こす。この最後の効果は、この場の源が何かであるかに関係なく、重力場の測定値である。我々の理論では、通常の物質、つまり私たちの「折り畳み」の物質が自身の寄与をもたらす。また、「双子物質」もその寄与をもたらす（これは負の質量物質のように振る舞う）。
観測された強いレンズ効果が何らかの謎めいた「暗黒物質」によるものであると仮定すれば、重力場と可視物質の分布から、この暗黒物質の分布（存在する場合）を計算することができる。図19bisでは、重力場の方向の逆転が観測されており、それに応じた局所的な重力レンズ効果の変化が伴っている。物質と暗黒物質のモデルに従って、対応するレンズ効果をもたらす暗黒物質の分布を計算することができる。図19bisの上部の図を考慮すると、このクラスターは「暗黒物質の空洞シェル」に囲まれていると結論付けられる。下部の図はこの結論を示唆している。
我々は知っているように、ハッブル宇宙望遠鏡は最近、「暗黒物質のハロー」を発見した。次の図を参照せよ。
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図19ter：2007年にハッブル宇宙望遠鏡によって発見された「暗黒物質のハロー」、これは「計算から導かれたもの」である。
驚くことに、このハローは可視銀河クラスターの中心に位置している。我々は、これは平面構造ではなく、球対称構造であると考えている。我々は、類似の構造が近く発見されるだろうと予測している。いずれにしても、この「ハロー」はクラスターの中心に位置するため、天文学者はこれがハローではなく「何かの空洞構造」であることを認めるだろう。
ハロー構造は、古い衝突（「煙輪のように見える」）の結果と考えることができる。
もし私の予測が確認されたと仮定する。もし天文学者がこれらの観測が球対称構造に対応していることを認める必要があるなら、彼らはどのようにこの空洞の暗黒物質シェルをモデル化するだろうか？
もし確認されれば、これは物質＋暗黒物質モデルと双子宇宙モデルの間での選択に必要な要素をもたらすだろう。
- 球状銀河の閉じ込め
第7節、図11で、一様な負エネルギー物質に穴がある場合の場は、正エネルギー物質で満たされ、空洞に囲まれた等価な球体によって生成される場と等価であると述べた。これは今後正当化されるべきである。古典理論においてポアソン方程式との関係がどのように構築されているかを再確認しよう（例えば[52]を参照）。
これは(a)をもたらす：
(b)を書く。 (d)と(c)を用いれば、式(b)はポアソン方程式と同一視される。しかしすぐに気づくべきは、与えられた摂動付き計量が定常状態の条件に対応しているということである。これは、ゼロ次の解（ローレンツ計量）が重力場も圧力も作用しない空の宇宙に対応している場合にのみ可能である。
それでは、場とポアソン方程式との間に関係がある。しかし、宇宙が非空で一様であると仮定すれば、この方法はもはや成り立たなくなる。なぜなら、定常状態計量に依拠することはできないからである。その影響は何か？一様な宇宙では、定常密度の物質で満たされた宇宙において重力ポテンシャルを定義することはできない。ポアソン方程式(e)を球座標で見た場合、rが定数であると仮定すると、球対称解(f)とそれに応じた重力場(g)が得られる。座標の任意の中心に向かって非ゼロの重力が存在し、半径距離とともに無限に増加するということが驚きではないだろうか？説明：この疑似解は正しくない。なぜなら、定常状態の均一な宇宙ではポアソン方程式は存在しないからである。場はどこでもゼロであり、これはより物理的である。
図. 20 ：一定密度の双子物質分布中の球状空洞と関連する重力ポテンシャル。
図(b)は、一定の正の密度の物質（例えば地球のような）で満たされた球体の周囲と内部の重力場を示している。図(c)は関連する重力ポテンシャルである。もし(b)の矢印を逆転させれば、負の質量で満たされた球体の場が得られる。これを(a)に加えると、負の質量で均一かつ無限に広がった領域が得られ、その場はゼロとなる。したがって(a)は球状空洞内の場を示しており、これはゼロではない。これにより閉じ込め効果が得られ、場の強度は内部の境界で最大になる。これは、渦巻銀河がその腕を保持する理由であり、ディスクのガス密度の減少が周縁部でどのように急激になるのかを説明する。