tweelingwereld
| 4 |
|---|
...Hieronder een didactisch model om het verschijnsel van gecombineerde gravitationele onstabiele toestanden te illustreren. Stel een soort zwembad voor. Op halve hoogte, onder water, zou een horizontaal, zacht, gewichtloos doek worden geplaatst. Boven het doek plaatsen we ballen met gewicht, die dus op het doek drukken. Onder het doek plaatsen we evenveel tafeltennisballen, van dezelfde grootte. Deze ballen, gevoelig voor de opwaartse kracht van Archimedes, oefenen ook een druk uit op het doek, maar in tegengestelde richting. We kunnen er ook voor zorgen dat alle ballen dezelfde diameter hebben.
...Als er aan beide zijden een gelijke, uniforme verdeling van zware ballen en tafeltennisballen bestaat, is de resulterende kracht op het doek overal nul en blijft het doek horizontaal (de kromming is nul). Maar het toeval kan ervoor zorgen dat zware ballen op een plekje bij elkaar komen. Ze zullen dan het doek doen zakken en daarmee de tafeltennisballen verdringen. Schema-technisch, bij een doorsnede, krijgt de oppervlakte de vorm zoals hieronder:
**Zware ballen komen bij elkaar en maken een kuil in het doek.
**Ze verdringen de tafeltennisballen, die zich rondom verzamelen.
...Intuïtief denken we dat deze twee fenomenen niet tegenover elkaar staan, maar juist elkaar versterken. De aanwezigheid van deze ring van ballen die in overvloed zijn, rond de kuil, zal de kuil nog dieper maken, dus de "confinering" van deze dichte ballen versterken.
...De gravitationele onstabiliteit zou ook kunnen worden geïllustreerd met slechts één populatie, door zware ballen op een voldoende zachte matras te plaatsen. Als er per toeval een paar ballen op een plek bij elkaar komen, zullen ze een kuil of depressie vormen waarin hun buren ook zullen neigen te zakken. Dit noemen we een accretieproces.
...Als we een doek nemen en alleen onder het doek tafeltennisballen plaatsen, zou dit systeem eveneens onstabiel zijn. Als tafeltennisballen op een plek bij elkaar komen, zullen ze hun buren aanzetten om zich bij hen aan te sluiten. Met dit model met twee populaties, zware ballen en tafeltennisballen, hebben we twee gecombineerde effecten, wat het verschijnsel van gecombineerde gravitationele onstabiliteit illustreert. Dit model heeft ook het voordeel dat het de symmetrie tussen de twee onder-systemen laat zien.
...Als we het systeem met twee populaties heroverwegen, krijgen we dit:
Tafeltennisballen komen bij elkaar en buigen het doek omhoog. Ze verdringen de zware ballen naar de omtrek.
...We hebben dus geprobeerd deze gedachte te testen door uit te gaan van twee verdelingen:
-
Koude materie, dichtheid r
-
Ghostmaterie met dichtheid r * @ 64 r , warmer: de gemiddelde thermische bewegingssnelheid in het ghostuniversum V*th is vier keer hoger dan in ons eigen universum, parameters afgeleid uit onderzoek naar de gecombineerde uitbreiding van beide universa, [zie op de site: Geometrische Fysica, 3, sectie 3 en figuur 5].
...De berekeningen zijn uitgevoerd via 2D numerieke simulaties met elk 5000 massa-punten. Ze zijn slechts indicatief. Er zouden 3D-berekeningen moeten worden gedaan, waarvoor een veel groter aantal massa-punten nodig is, wat ons systeem niet kon aan, dus deze 2D-resultaten mogen niet letterlijk worden genomen.
...Kwalitatief gezien leidt de ghostmaterie het spel. Ze produceert snel conglomeraten (clumps), omdat haar accretietijd, omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van de dichtheid, korter is. Deze conglomeraten verdringen onze eigen materie naar de overige ruimte, waardoor deze een lacunair patroon krijgt. Zie: J.P. Petit, P. Midy en F. Landsheat: Ghostmaterie astrofysica. 5: Resultaten van numerieke 2D-simulaties. VLS. Over een mogelijke schema voor de vorming van sterrenstelsels. [Zie op de site: Geometrische Fysica A, 8, 1998.]
Beide overlappend:
...Het voordeel is dat deze verdeling dan stabiel is. De conglomeraten van ghostmaterie stabiliseren de lacunaire verdeling van materie, en omgekeerd houdt die verdeling deze conglomeraten gevangen in haar "netten". Dit zou de grote stabiliteit verklaren (van de orde van de leeftijd van het universum). De "netten" van materie fungeren dan als potentiaalbarrières tegenover elementen van ghostmaterie die afkomstig zijn uit conglomeraten en versneld worden bij botsingen (in de Anglo-Saxon zin van "encounter", dus binaire interactie tussen twee massa-punten van ghostmaterie).
Opmerking (februari 2000):
Alle berekeningsresultaten zijn zes jaar oud. Hoe mensen die mijn boeken hebben gelezen, kunnen leren dat deze simulaties, zeer interessant en belovend, in 93-94 zijn uitgevoerd, eerst door mijn collega en vriend Pierre Midy op een "oude Cray", daarna door "Fred", een jong onderzoeker die liever anoniem wilde blijven, wat ik hem volledig kan waarderen. De berekeningen werden toen "in het midden van de nacht" uitgevoerd op de krachtige computer die de gegevens van een Europese deeltjesversneller beheerde. Vervolgens verhuisde Fred naar een ander laboratorium, waar zulke dingen niet meer mogelijk waren. De numerieke simulatie benadering werd dus gedurende zes lange jaren opgegeven. Maar onlangs is er iets nieuws gebeurd. Ten eerste zijn de machines in zes jaar zoveel vooruitgegaan (snelheid en vooral geheugencapaciteit) dat berekeningen die vroeger alleen mogelijk waren op krachtige onderzoekscomputers nu binnen bereik zijn van... gewone mensen. Twee mannen, precies ingenieurs in de pensioen, maar gepassioneerd door astrofysica en kosmologie, hebben zich daarom gemeld. Zij hadden zelf hun machines geprogrammeerd en hadden redelijk mooie simulaties gemaakt, waarbij een "2D-digitale sterrenstelsel" van 3000 massa-punten werd gestoord door een "passerende partner" van 300 massa-punten. Kortom het klassieke schema dat leidt tot de spiraalvormige vorm van het sterrenstelsel "de Jachthonden", ook bekend als M51. Als je deze beelden ziet, denk je meteen: "dit komt overeen met wat we tien jaar geleden in onderzoeksomgevingen konden doen met krachtige rekenmiddelen." Natuurlijk hield de spiraalstructuur niet stand; hij verdween toen de storende partner zich verwijderde (een aspect dat al lang bekend was). Onze twee ingenieurs, aangemoedigd door deze hoopgevende resultaten, hebben vervolgens zes bekende astrofysici benaderd met een verzoek om "richtlijnen", maar geen van hen had de beleefdheid om te antwoorden. Ik was dus de zevende astrofysicus die ze contacteerden. U kunt zich voorstellen dat ik juist blij was met deze extra steun en bracht deze nieuwe medewerkers onmiddellijk aan nieuwe simulaties. Apparent gaan ze er goed mee om, en als alles goed gaat, zullen we binnen de komende maanden "vers" materiaal hebben. Een spannende wachttijd, want het doel is niets minder dan de vorming van een sterrenstelsel simuleren. Zie verder.
../../bons_commande/bon_global.htm
Aantal bezoeken aan deze pagina sinds 13 juni 2005:
