반발성 물질
반발성 물질 (p4)
6) 강한 중력 렌즈 효과의 관측 결과에 대한 대체적 해석.
음의 중력 렌즈.
...전하가 있는 질량 m가 접히기 F에 존재할 때, 접히기 F*의 기하학을 변형시킨다. 참조문헌 [6]에서 처음 제시된 바와 같이, 접히기 F의 인접 부위의 기하학은 다음 방정식의 해 :
(19) S = 0
를 통해 설명될 수 있다. 이는 Schwarzschild 해로 설명될 수 있으며 :
(20)
여기서 상수 v는 음수이다.
(21)
...접히기 F에 존재하는 질량 m은 질량 m*을 끌어당기며, 반대로 반대 접히기 F의 질량을 밀어낸다. 이 경우의 지오데식은 쌍곡선 형태이다.
(22)
광선의 무질량 지오데식을 계산할 수 있다.
j = 극좌표. q = 1/r. b와 h는 궤적 매개변수이다. 무질량 지오데식은 다음과 같다 :
(22)
광선의 경로는 쌍곡선 형태로, 그림 6과 일치한다. 이로 인해 음의 중력 렌즈가 생성된다.
그림 6: 접히기 F 내에 존재하는 질량 m*으로 인해 발생하는 음의 중력 렌즈.*
...그림 7에서는 접히기 F* 내의 비균일 질량 분포 r*의 작용으로 인해 광선 경로가 집중되는 모습을 단순화하여 나타냈다. 이는 은하에 의해 발생하는 양의 중력 렌즈를 강화한다. 광자가 균일한 매질을 통과할 때는 직선 경로를 따른다.
그림 7: 은하와 주변 반발성 어두운 물질의 병합 작용으로 인한 광선 경로의 휨.
...전통적으로 관측된 강한 중력 렌즈 효과는 우리 우주에 인력성 물질이 존재함을 증명하는 것으로 간주된다. 우리는 이 현상이 주로 시각적으로 보이는 구조물 주변에 존재하는 본질적으로 보이지 않는 반발성 물질에 의해 주로 발생할 수 있다고 제안한다(구체적으로는 은하 주변의 반발성 물질의 기울기).
결론.
...우리는 우주를 두 가지 인구(정상적인 물질 m과 반발성 물질 m*) 간의 상호작용 장소로 간주한다. 시스템의 역학은 다음과 같다 :
- m은 m을 끌어당긴다
- m은 m을 끌어당긴다
- m과 m*은 서로 밀어낸다
이러한 뉴턴적(및 반뉴턴적) 법칙에 따라 작용한다. 따라서 반발성 어두운 물질은 마치 음의 질량(및 음의 에너지)을 가진 것처럼 작용한다. 우리는 반발성 물질로 둘러싸인 환경 속에 있는 '구멍'에 위치한 은하 모델을 구축하였다. 이 모델을 통해 만족스러운 회전 곡선을 얻을 수 있음을 보여준다.
...우리는 새로운 기하학적 프레임워크를 도입하여 음의 질량과 음의 에너지 문제를 피한다. 이 프레임워크에서는 우주가 두 개의 접히기로 구성되어 있으며, 이는 '골격 다양체'의 이중 커버로 간주된다. 이는 두 공액점 (M, M*)을 연결하는 치환적 매핑을 제공한다. 접히기 F의 기하학은 메트릭 g로, 접히기 F의 기하학은 메트릭 g로 설명된다. 이 두 메트릭은 두 개의 결합된 장 방정식 시스템으로 연결된다. 기하학적으로, 한 접히기에 위치한 구조는 다른 접히기에서는 보이지 않는다. 우리는 두 우주가 균일하고 등방적이라고 가정하여 우주 모델을 구축하였다. 복사 시대에는 질량 밀도 ρ와 ρ* 및 압력 p와 p가 각각 동일하다고 가정한다. 이 경우 모델은 표준 모델과 일치한다. 두 접히기에서 물질(및 반발성 물질)이 우세할 때(우리는 두 세계에서 동시에 분리가 발생한다고 가정한다), 두 진화는 다르다. 하나의 우주(우리 우주라고 가정)는 다른 우주보다 더 빠르게 팽창한다. 반발성 물질 세계가 우리 우주의 진화에 미치는 영향은 아인슈타인 장 방정식에 우주 상수를 도입하는 것과 유사하다. 이는 허블 상수의 최신 측정치와 우주의 나이를 조정할 수 있게 한다. 현재 질량 밀도 비율 ρ/ρ = 64일 때, 우주의 나이는 157억 년이 된다.
...기하학적으로 보이지 않는 주변 반발성 물질의 기울기로 인해 발생하는 음의 중력 렌즈는 인력성 물질로 인한 중력 렌즈와 동일한 효과를 낼 수 있다.
참고문헌.
[1] M. Myamoto 및 R. Nagai, Publ. Astron. Soc. Japan 27, 583, 1975
[2] S. Chandrasekhar : Ellipsoidal Figures of Equilibrium. Yale University Press, New Haven 및 London, 1969
[3] J. Binney 및 S. Tremaine, Galactic Dynamics, Princeton University Press, Princeton, 1987.
[4] Bahcall J.N. & Soneira R.M., APJ. S 44, p. 73, 1980
[5] Bahcall J.N., Flynn A. 및 Gould A., APJ 389, p. 234, 1992
[6] Petit J.P. : The missing mass effect. Il Nuovo Cimento B, Vol. 109, 1994년 7월, pp. 697–710
[7] Petit J.P. : Twin Universe Cosmology. Astr. And Sp. Sc. 226, 273–307, 1995
감사의 글 :
저자는 유용한 조언과 의견을 제공해준 J.M. Souriau 교수에게 감사를 드린다.
이 작업은 프랑스의 CNRS 및 A. Dreyer Brevets et Développement 회사의 지원을 받았다.
1998년 파리 과학 아카데미에 봉인된 우편으로 제출되었다.
