二重宇宙、天体物理学および宇宙論

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

  • このテキストは、幽霊物質とその重力的効果に基づいた、銀河形成の代替モデルを提示している。
  • 幽霊物質が銀河の分布にどのように影響し、重力レンズ効果を引き起こすかを説明している。
  • このモデルは、幽霊物質が水素やヘリウムで構成されているが、重い元素は含まれないかもしれないと示唆している。

二重宇宙、天体物理学および宇宙論

物質、幽霊物質、天体物理学。5: 2次元数値シミュレーションの結果。

VLS。銀河形成の可能性ある模式について(p10)。

正のレンズ効果と負のレンズ効果。 .5:** 光学との類似性。** .6:** 背景への影響。** これにより、赤方偏移が大きい場合、矮小銀河の過剰な存在を示すように見える。実際、ピーブルズの観測結果と一致する。従来の見方では、宇宙が若い頃、理由は不明だが、矮小銀河が最初に形成されたと考えられている。その後、銀河の「食い違い」によってより重い物体が出現したとされている。本モデルは、この高赤方偏移観測の側面に対して、代替的な解釈を提供するものである。

もしこのような幽霊物質の集合体が存在するならば、その構造はいかなるものになるだろうか? これについては推測するしかない。いずれにせよ、私たちの考えでは、VLS、クラップ、銀河がすべて同時に形成されるだろう。我々が問題を「膨張後の初期条件」から計算するというアプローチ自体が、本質的に誤りである。すべての現象を同時に扱う必要がある。しかし、その方法は私たちには分からない(そもそも1994年以降、フレデリック・ランシュェが大型計算機を失って以来、計算手段は存在しなくなった)。

もしこれが可能であれば、このような集合体の形成と進化についてより一貫したモデルを構築できるかもしれない。本論文では、銀河形成のモデルを提示した。それは、物質が薄い板状に圧縮されることで、放射によって非常に効率的にエネルギーを放出でき、急激に不安定になり、プロト銀河へと凝縮するからである。周囲の幽霊物質は、銀河間空間へと押し出され、若い銀河に即座に逆圧力を与える(欠落質量効果)。しかし、その相対的に高い温度により、この場所では十分な均一性が保たれ、負のレンズ効果によって顕著な影響を及ぼさない。物質が均一な媒体を通過するとき、その密度がいかに高くても重力レンズ効果はゼロになることに注意する必要がある。

幽霊物質の空洞に存在する銀河同士の相互作用を、たとえ2次元でもシミュレーションすることは、非常に興味深いだろう(当然、それらは運動に伴って空洞を追いかける)。論理的に、これらの銀河が十分に近づき、空洞が接触すれば、それらの合体(merging)が容易になるだろう。図7に示された模式を参照されたい。

二つの銀河の合体に関する提案模式。

物質が薄い板状に圧縮された後、その効率的な冷却によって銀河が形成されたのなら、より密で、おそらく球状の集合体についてはそうはいかないだろう。原則として、これは別の論文で検討されるが、物質と幽霊物質の性質に本質的な違いはない。両者とも、原子核、陽子、中性子、電子、原子からなり、それらに対応する反粒子も含まれる(論文[15]では、物質-反物質の双対性が幽霊宇宙でも成り立つことが示されている)。しかし、このような環境を記述するには、幽霊物質における原始核合成の状況についてある程度の知見が必要となる。すなわち、その放射期を相対的に正確に記述できる必要がある。その場合、この幽霊宇宙のガスは、原始核合成によって生成された水素とヘリウムで構成され、その量は計り知れないほどである。

このような集合体は、巨大なプロト星に似ていると考えられる。同じ温度において、熱量は物体の半径の3乗に比例し、放射表面積はその2乗に比例する。このような集合体の冷却時間は、宇宙の年齢よりもはるかに長くなるだろう。したがって、この幽霊宇宙の原始ガスは、放射によって十分な熱を放出できず、核融合が中心部で発生するための最低温度(70万度)に達する前に収縮できなかったと考えられる。

したがって、幽霊宇宙にはヘリウムより重い元素が存在しない可能性がある。なぜなら、それらを生成する星が形成されなかったからである。このような集合体は、この反物質世界を旅する者にとって、赤外線と赤色で発光する巨大なガス塊にすぎないだろう。

しかし、他の研究では、臨界質量に達した中性子星が、超トンネル橋(hypertorique bridge)を形成することで、幽霊宇宙へ物質を放出する可能性を示唆する。これは「穏やか」な形で、あるいはより急激な移動によって、たとえば二つの中性子星が共通重心の周りを公転する二重星系の合体によって引き起こされる。トゥーボ・ダムールの研究から、重力波の放出が回転運動を遅くすることを知っている。このような合体は、避けがたいものである。

このような物質移動によって、幽霊宇宙は重元素で豊かになるだろう。我々は、これ以上は純粋な推測に過ぎないことを強調しておく。急激な移動の際には、質量の大部分が幽霊宇宙へ放出され、中性子星は単に「幽霊中性子星」として残ると仮定する。一方、連続的な物質放出の場合、その過剰な物質は幽霊宇宙に広がり、元となった中性子星が私たちの宇宙にとどまる一方で、その物質は押し出される。このプロセスにより、重元素が幽霊宇宙のあらゆる場所に分散されることになる。