쌍둥이 우주론 우주론 물질-유령물질 천체물리학. 1. 기하학적 틀. 물질 시대와 뉴턴 근사. (p5)
비고 :
이 연구는 두 개의 장 방정식 시스템에 기반한다:
(1)
(2)
이 글이 작성되었을 당시, "변수 상수"를 가진 복사 시대의 설명을 포함하는 모델은 이미 존재하고 있었다. 그러나 A & A의 심사위원이 이 부분(논문 6의 주제)에 대해 어떤 의견도 제시하지 않았기 때문에, 우리는 더 단순한 (1)+(2) 형태로 되돌아가기로 결정했다. 이 형태는 명백히 복사 시대를 설명할 수는 없지만, 복사가 없는 상황에서는 표준 모델과 일치하게 된다. 그러나 이 모델은 부호의 변화로 인해 문제가 발생한다. 단순히 그 아름다움이 약간 훼손되는 것뿐만 아니라, 다음과 같은 특성이 있다: 광자와 물질이 서로 전환되거나, 유령 광자가 유령 물질 쌍(반유령 물질)으로 전환될 때, 그들의 장에 대한 기여는 부호가 바뀐다. 변수 상수 모델은 복사 시대에 적용할 경우, 원래의 방정식 시스템으로 되돌릴 수 있다.
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그러나 이 방정식 시스템은 이러한 복잡성 없이 복사 시대를 설명할 수 없다. 실제로 변수 상수 하에서 R = R* 조건이 주어지면, R ≈ R* ≈ t라는 자명한 해가 나온다. 이는 예를 들어 초기 핵합성 과정을 중단시키기에 너무 느린 팽창을 의미한다. 이로 인해 원시 수소에서 헬륨이 생성되며, 원시 유령 수소에서 유령 헬륨이 생성된다. 결과적으로 우리 우주 전체의 물질이 헬륨으로 전환될 것이다.
해석을 통해 두 팽창 R(t)와 R*(t) 사이에 불안정성이 나타나는 것을 알 수 있다(여기서 시간 변수는 동일하게 취한다). 유령 우주가 마치 우리 우주를 앞서 나가게 밀어내는 듯한 행동을 하며, 특히 그 지나가는 순간에 마치 일종의 "우주론적 상수"처럼 작용한다. 이는 단순히 "진공의 반발력"이 아니라, "유령 우주의 반발력"을 의미한다.
그림 1의 곡선 형태, 특히 현재 시점으로 가정된 시점에서의 R/R* 비율은 매우 임의적인 초기 조건의 선택에 따라 달라진다. 다른 초기 조건을 선택하면 R/R* 비율이 달라지고, 그 결과 r*/r 비율도 달라진다. 이는 1994년에 얻어진 허블 상수 결과와 일치시키기 위해 조정된 임의의 비율이다. 우리의 모델은 허블 상수를 사용하는 모델과 마찬가지로 "기하학이 변하는 모델"이며, 적절한 초기 조건을 선택함으로써 더 오래된 우주 연령을 얻을 수 있다. 예를 들어, 지정된 연구에서는 우주 연령을 1.6배 늘릴 수 있으며, 허블 상수가 50일 경우 150억 년의 연령을 얻을 수 있다. 그러나 오늘날에는 이와 같은 긴급성은 덜하다. 실제로 위성 히파르코스(Hipparcos)가 수집한 데이터 분석 결과, 천체물리학에서 거리 기준으로 가장 중요한 세프라이드 별의 거리 보정이 상향 조정된 것으로 보인다. 반대로, 이론가들은 구상성단의 분석과 그들의 평형 상태를 기반으로 우리 은하의 가장 오래된 별들의 연령을 최대한 짧게 추정하려고 노력했다. 따라서 "모든 것이 정상으로 돌아왔다". 안도의 한숨: "경보는 뜨거웠지만, 무사히 넘겼다."
이 문제는 마무리되었는가? 아직은 말하기엔 이르다. 그러나 필요할 경우, 물질-유령물질 모델은 우주 연령을 원하는 만큼 늘릴 수 있으며, 우주론적 상수처럼 작용할 수 있다...
