二つの宇宙の宇宙論モデルと重力不安定性

a202 宇宙モデル：二重ビッグバン。(p.2)
VLS：宇宙の非常に大きな構造。

...私たちの研究によれば、2つの宇宙の進化は同一ではない。幽霊宇宙にはより高い質量密度rとより高い温度Tがある。このような混合物における重力不安定性の共同的な挙動を研究することにした。以下を思い出そう：

重力不安定性（ジェイムズ不安定性）について少し述べる。

...単一の集団、つまり質量mの集合を考える。この媒体には質量密度rがある。また、平均的な熱速度Vthも持つ。

...空間内に、特徴的なスケールがfで、密度が高い領域があると仮定する。図（147）を参照。

（147）

...熱速度はこの質量の集中を広げる傾向があり、その対応する特徴的な広がり時間は：

（148）

...今、この熱速度がゼロであると仮定する。この塊は収縮しようとする。特徴的な収縮時間は計算できる：

（149）

...一方で、あらゆる塊は周囲の物質を引き寄せ、成長しようとする。この摂動は、特徴的な成長時間（特徴的な収縮時間）が広がり時間より小さい場合に成長する：

（150）

...私たちは特徴的な長さを発見する：

（150-a）

...これはジェイムズの長さと呼ばれる。

...この特徴的なジェイムズの長さよりも広い質量の集中は成長し、塊を形成する。それより小さいものは広がる。

...物質の塊が形成されると、その塊は加熱され、内部の圧力が上昇する。最終的に内部圧力がプロセスを止める。

...重力不安定性、つまりジェイムズ不安定性が銀河や星などを形成すると考えられるかもしれないが、これはそれほど単純ではない。例えば、標準モデルではt < 500,000年では物質と放射の混合温度は3000°Kより高い。そのとき物質（75％の水素、25％のヘリウム）は完全にイオン化している。

...放射線、電磁波はイオン化ガスを通過するのが難しい。宇宙飛行士が大気再突入中のとき、彼の宇宙船は数分間、高温で完全にイオン化されたガスに囲まれる。そのため、電磁波は宇宙船を取り囲むイオン化ガス層を通過できないため、無線通信は不可能である。

...光線は電磁波である。それは自由電子に作用し、結合電子には作用しない。イオン化ガスには多くの自由電子があるが、中性ガスにはない。そのため、宇宙が温かくイオン化しているとき、放射線と物質は強く結合している。

...物質において、絶対温度Tmは熱速度の測定値である：

（150-b）

...ここでkはボルツマン定数（k = 1.38 × 10⁻²³）である。

...次のとき：

...そのとき：

（150-c）

...しかし：

（150-d）

...ジェイムズの長さは次の式に従う：

（150-e）

...最後の式は、拡張プロセスR(t)中の質量保存の条件に相当する。ジェイムズの長さがR(t)に比例して変化することを見ることができる。したがって、宇宙が若いほど、形成しようとする塊のサイズは小さくなる。

...t < 500,000年では放射線が塊の形成を妨げる。しかし、即座に分離後には物質の塊が形成できる。その質量を計算する。それは：

（150-f）

...つまり、100,000太陽質量（球状星団の典型的な質量）である。

...このモデルによれば、球状星団は分離直後に最初に形成される。銀河はこのような星団の集まりと考えられ、その後に現れる。以下同様である。

...しかし、すべては急速に拡張する宇宙の中で起こる。その計算方法や、拡張する宇宙における重力不安定性の記述方法は分からない。さらに、拡張する宇宙におけるニュートンの法則の定義も分からない。

...結論として、銀河の誕生にはいくつかのモデルがある。一部の人々は星が最初に形成され、その後に銀河が形成されると考える。他の人々はその逆と考える。

...この階層構造の一般的な考え方に従えば、銀河が銀河クラスタ（コンア、バーニー）に組織されているなら、より大きなスケールではこれらのクラスタがスーパークラスタに属するはずだと考えられていた。しかし、観測（1977年）によって完全に異なる構造が明らかになった。図（151）を参照：

（151）

...銀河は典型的に100光年ほどの直径を持つ大きな空洞の周囲に配置されていた。非常に大きなスケール（VLS）では、宇宙は結合した石鹸の泡のように見える。銀河クラスタは3つの「折り目」の交点に対応する。図（152）を参照。

...今日でもこのような構造を説明するのは難しい。ロシア人のゼルドビッチの初期の考え方に従って、メロットは3次元の数値シミュレーションを行った。しかし得られた細胞は時間的に安定していなかった。すぐに消えてしまうが、人工的な冷たい暗黒物質の分布によってシステムを安定化させれば除く。

...物質-反発性の幽霊物質モデルはこの現象の別の解釈を提供する。我々の論文を参照：

J.P. Petit, P. MidyとF. Landsheat : 物質-幽霊物質天文学。5：2次元数値シミュレーションの結果。VLS。銀河形成の可能性のあるモデルについて。Physical Geometry A, 8, 1998.

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)