a101

Inleiding.

Ons doel is om enkele nieuwe inzichten te presenteren over astrofysica, kosmologie en de theorie van elementaire deeltjes.

De onderliggende ideeën zijn relatief eenvoudig. Ze kunnen in drie verschillende vormen worden uitgedrukt:

• In de taal van een specialist.

• Schematisch.

• Op een gewone manier.

Men kan gewone teksten over wetenschap volgens verschillende methoden schrijven.

...Over het algemeen biedt de schrijver van gewone boeken, gewijd aan wetenschap, mooie beelden aan om de verbeelding van de lezer te stimuleren. Maar aan het einde van het boek heeft hij niet veel gewonnen.

Met behulp van beelden, bedoel ik, meetkunde, die de fysica sinds een eeuw sterk is binnengedrongen, kan men betere voeding voor de hersenen bieden.

...Een adequate analogische omzetting maakt het mogelijk de belangrijkste doelen en paden van een theorie op te roepen. Overigens verwerft de lezer aan het einde solide kennis in 2d-meetkunde.

Newton en anti-Newton.

...Kosmische structuren worden georganiseerd door een fundamentele kracht: gravitatie. Als de objecten van de kosmos elkaar niet wederzijds aantrokken, zou daar niets gebeuren. De sterrenstelsels zouden niet zijn gevormd, noch sterren, of planeten. We zouden hier niet zijn om erover te praten. Als de gravitatiekracht bijvoorbeeld een afstotende kracht was, zou ze de objecten ver van elkaar houden. De kosmos zou amorf en slap blijven, wat dodelijk saai zou zijn.

De aantrekkingswet is de wet van Newton:
(1)

G is de gravitatieconstante. m en m' zijn twee massa's en d is de afstand tussen hen.

...Zoals verder zal worden aangetoond, omvat ons model "normale massa's m" en iets dat we "spookmassa m" noemen. Sterrenstelsels, sterren, planeten, mensen, katten, zijn gemaakt van normale massa. Niemand weet of spookkatten bestaan.

...Het belangrijkste punt is dat materie en spookmaterie alleen via de gravitatiekracht op elkaar inwerken. Buiten dit negeren ze elkaar. Ze kunnen bijvoorbeeld geen fotonen uitwisselen, zodat de spookobjecten onzichtbaar zijn vanuit onze plooi van het Universum. Omgekeerd, als een "spookwaarnemer" bestaat, kan hij ons niet zien, noch onze sterrenstelsels, sterren, enz...

Het interactieschema is het volgende:
(2)

Twee gewone massa's trekken elkaar aan, volgens de klassieke wet van Newton.

Hetzelfde geldt voor twee spookmassa's.

Maar een gewone massa en een spookmassa stoten elkaar af, volgens een soort "Anti-Newton"-wet:
(3)

...We zouden twee reeksen massapunten, overeenkomend met gewone en spookmassa's, in een computer kunnen stoppen, ze laten interageren en kijken wat er gebeurt. Maar de fysicus zal onmiddellijk tegenwerpen:

• Uw spookmaterie heeft een negatieve massa m* < 0 !

Inderdaad, als we het teken van één massa in de wet van Newton omkeren:
(5)

verandert het teken van de kracht.

...Maar als we het teken van de twee massa's veranderen, blijft de kracht ongewijzigd. Dan zou men geneigd zijn te concluderen dat we in dit model eenvoudigweg twee soorten massa's hebben: een positieve en de andere negatieve, omdat het rekening houdt met het gesuggereerde krachtschema.

...Maar negatieve massa's m* < 0 gaan gepaard met m*c2 < 0 energieën, wat voor het eerst werd onderzocht door de Franse wiskundige Jean-Marie Souriau in zijn boek:

Structure of Dynamic Systems (eerste editie in Frankrijk, 1973, pagina's 197 tot 200):

Birkhauser Ed. 1997.

...Objecten met negatieve energie veroorzaken een ernstig probleem. Inderdaad, wat gebeurt er wanneer ze in botsing komen met een object met positieve energie (positieve massa)?

...Dit komt niet overeen met materie-antimaterie-annihilatie. Zoals zal worden aangetoond in Geometrical Physics B, 4, bezit antimaterie in ons universum een positieve massa en positieve energie. Hun ontmoeting geeft fotonen. De twee geproduceerde fotonen dragen de totale hoeveelheid energie van de materie- en antimateriedeeltjes, vóór hun botsing. Als twee objecten met tegengestelde energieën elkaar zouden kunnen ontmoeten, botsen, zou het resultaat totaal verschillend moeten zijn. Dat zou .... niets opleveren.

...In het allereerste begin van het universum, volgens het Standaardmodel, botsen materie en antimaterie frequent, waarbij hoogenergetische fotonen worden geproduceerd. Maar omgekeerd geven deze hoogenergetische fotonen paren van materie-antimateriedeeltjes. De twee processen houden elkaar in evenwicht, in het vroege universum. Maar als het Universum positieve en negatieve massa's, positieve-energiedeeltjes en negatieve-energiedeeltjes zou hebben bevat, zouden de twee deelverzamelingen elkaar eenvoudigweg hebben opgeheven. Als de aanvankelijke verhouding fifty-fifty zou zijn geweest, zou het hele universum zijn verdwenen.

Daarom zijn de fysici zo sceptisch over deeltjes met negatieve massa.

...Daarom is er behoefte aan een schematische presentatie van het model. Zoals verder zal worden aangetoond, "werkt het alsof de spookmaterie een negatieve massa bezit". Om deze schijnbare paradox te benaderen, moeten we wat meetkunde leren.