univers gêmeo cosmologia gemelar
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...A analogia com uma lente de vidro é relativamente boa. Uma massa positiva M faz convergir os raios. Uma massa M* os faz divergir:
Analogia com a óptica:
...Quando observamos um papel de parede com bolinhas através de uma lente divergente, podemos perceber um número maior de objetos, com diâmetro aparente menor. Mas é sua luminosidade que se reduz (sua "magnitude aparente"):
...Do ponto de vista cosmológico, os conglomerados de matéria fantasma, atuando como lentes divergentes, deveriam reduzir a magnitude das galáxias com alto deslocamento para o vermelho, ao mesmo tempo em que multiplicam seu número.
...Para avaliar o efeito, seria necessário conhecer o diâmetro dos conglomerados de matéria fantasma, o que é difícil de fazer. Se eles se formam, não sabemos de antemão o que podem se tornar. Formam-se em galáxias hiper-gigantes?
...Se os situarmos no centro das "grandes bolhas vazias", estão, em média, a cem milhões de anos-luz uns dos outros. Mas a influência sobre o fundo distante depende fortemente de seu diâmetro f. Ver:
J.P. Petit, P. Midy e F. Landsheat: Matéria fantasma astrofísica. 5: Resultados de simulações numéricas 2D. VLS. Sobre um possível esquema para a formação de galáxias. [Neste site: Física Geométrica A, 8, 1998, seção 3, expressão (23) e figura 18. ]
...Independentemente disso, se esses objetos existem, eles devem criar a aparência de um grande número de galáxias anãs para altos deslocamentos para o vermelho. E é exatamente isso que observamos (P.J.E. Peebles: Princípios de Cosmologia Física, Princeton Series in Physics, 1993). A interpretação clássica é que galáxias anãs se formariam primeiro, dando origem posteriormente a objetos maiores por fusão, canibalismo galáctico (merging). Nosso modelo oferece uma interpretação alternativa a esse efeito de anãs das galáxias com alto deslocamento para o vermelho.
Para uma teoria sobre o nascimento das galáxias.
...Trata-se de um cenário novo, cujas implicações devem ser exploradas por completo. A dificuldade principal, ainda não resolvida, é lidar com ambos os fenômenos simultaneamente. Não se pode separar o fenômeno da expansão cosmológica da formação das diferentes estruturas. Atualmente, não sabemos gerenciar os dois ao mesmo tempo.
...Esboçemos, no entanto, um cenário hipotético. Os grumos de matéria fantasma poderiam se formar primeiro, exercendo imediatamente uma intensa pressão contrária sobre a matéria, que se aqueceria por isso. Ver artigo citado acima [ Neste site: Física Geométrica A, 8, 1998, seção 4, esquemas 19, 20 e 21. ]
...Na astrofísica, sempre que um objeto se condensa ou se agrupa, sua temperatura aumenta. É o caso, por exemplo, das protoestrelas. Isso equivale à conversão de energia gravitacional (potencial) em energia cinética (velocidade do agitamento térmico). A pressão é a densidade multiplicada pela temperatura (p = n k T). A pressão aumenta e resiste ao colapso. Uma protoestrela, antes do "acendimento", é uma massa esferoidal de gás a alguns milhares de graus, do tamanho do sistema solar, que irradia no infravermelho. Na verdade, em forma, emite mais energia do que mais tarde, quando a tirará das reações de fusão. É sua superfície que irradia. Ela deve "transpirar" sua energia. Caso contrário, não poderia se contrair, aumentar sua temperatura no interior e iniciar o processo de fusão (mínimo de 700.000 graus).
...A compactação do objeto não o torna um bom radiador. A energia térmica é proporcional ao cubo do raio e a superfície emissora ao quadrado, a temperatura constante.
...Por outro lado, a placa constitui o radiador ideal. Ao repelir nossa matéria, os conglomerados de matéria fantasma a comprimiriam segundo placas (as paredes das "bolhas de sabão em contato"). Ver artigo e figuras citadas acima.
...Os cálculos precisam ser feitos, mas podemos supor que essa geometria se prestará a um resfriamento radiativo intenso, portanto a uma desestabilização do meio em relação à instabilidade gravitacional (para esses problemas de instabilidade gravitacional, ver minha tirinha Mil Bilhões de Sol, Ed. Belin, 8 rue Férou, Paris 75006, ou no "CD-Lanturlu").
...A matéria tenderia então a se fragmentar em proto-galáxias. Imediatamente, a matéria fantasma se infiltraria no espaço disponível, levando a um esquema de galáxias alojadas em lacunas de matéria fantasma. Isso dá o mesmo esquema que o derivado da presença de massas negativas em nosso universo (hipótese de Souriau). Retomemos o esquema de galáxias cercadas por "matéria negativa" (matéria fantasma, matéria gêmea, matéria de massa negativa, pouco importa o nome que se escolha).
...Segundo o esquema sugerido por Souriau, as massas negativas se repeliriam. Nesse caso, elas não fornecem explicação para a estrutura em grande escala do universo.
Uma explicação para o confinamento das galáxias.
...Assim, obtemos um esquema em que a matéria fantasma exerceria uma pressão contrária sobre a galáxia, garantindo seu confinamento. É uma alternativa à ideia da presença de matéria escura no seu interior.
Ver J.P. Petit e P. Midy: Matéria escura repulsiva. [Ver neste site: Física Geométrica A, 3, 1998, seção 2* ***]. Mas existem galáxias esféricas. Elas seriam, portanto, alojadas em cavidades de mesma geometria, formadas na distribuição quase uniforme de matéria fantasma ao redor (recordemos que ela é mais quente que a nossa). Essas cavidades seriam então confinantes?
Isso não contradiz o teorema de Gauss?
...Todos os estudantes de física sabem que, se carregamos uniformemente uma esfera eletricamente, o campo é nulo no interior. Poderíamos então pensar em decompor o campo gravitacional criado no interior da cavidade esférica atribuindo-o a camadas concêntricas sucessivas, cada uma contribuindo com zero.
Isso parece... óbvio. Mas esse teorema baseia-se em uma suposição: que a força gravitacional seja proporcional a 1/r² em qualquer distância, inclusive... no infinito.
Um campo newtoniano fornece o que chamamos de equação de Poisson, aplicando o teorema de Green:
DY = 4 p G r
...A equação de campo de Einstein, em pequenas distâncias, para curvaturas fracas, em regime quase estacionário (cosmologicamente falando) e para velocidades baixas em relação à da luz, fornece a lei de Newton e a equação de Poisson.
...Essa equação pode lidar com uma distribuição uniforme (r = constante) e infinita de matéria? Até agora, assumimos isso. Mas chegamos a um paradoxo. Coloquemo-nos em simetria esférica, em um ponto O qualquer, origem de nossas coordenadas. A equação de Poisson se escreve então:
onde r é a distância radial e Y é o potencial gravitacional, a partir do qual se deriva a força gravitacional g (radial, em simetria esférica):
...A equação não admite solução Y = constante com r diferente de 0. Há, portanto, uma força gravitacional, o que parece paradoxal: poderíamos esperar que cada partícula, submetida à força atrativa de todas as suas vizinhas, experimentasse uma força resultante nula.
A solução é:
O campo gravitacional, centrado neste ponto O, não é nulo e corresponde a:
Não apenas o campo não é nulo, como tende ao infinito com r.
Uma partícula-teste, imersa nessa distribuição, teria, portanto, tendência a cair em direção a esse ponto O.
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