cosmologia do universo gêmeo Astrofísica da matéria fantasma.3 : A era radiativa: o problema da "origem" do universo. O problema da homogeneidade do universo primitivo. (p7)
6) Conclusão.
Seguimos a ideia básica: durante a era dominada pela matéria (suposta ocorrer ao mesmo tempo para ambos os sistemas: matéria e matéria fantasma), as quantidades {c, G, h, m, e, eo} se comportam como constantes absolutas. Durante a era radiativa, elas variam no tempo.
Como mostrado na referência [4], c e G podem variar no tempo. Observamos que a passagem da variável cronológica x° para o tempo cósmico t não é automaticamente x° = co t, com uma velocidade da luz co absolutamente constante. Sistemas com x° = c(t) t são possíveis.
Em seguida, procuramos variações temporais G(t), c(t), h(t), m(t), e(t), eo(t) que mantenham todas as equações da física invariantes. Encontramos essas variações e demonstramos que elas fornecem, para essa era radiativa, uma lei comum de evolução: R(t) = R*(t) ≈ t²/³.
Como consequência, a entropia por bárion já não é mais constante e varia como Log t (tempo conformal). Reformulado nas coordenadas {s, x, y, z}, o métrica torna-se conformemente plana.
Imaginamos um relógio básico composto por duas massas m orbitando em torno de seu centro de gravidade comum. Calculamos quantas voltas ocorreram desde a "origem do tempo t = 0" e encontramos um número infinito. Concluímos que o "tempo cósmico" t já não é mais uma variável adequada para a era radiativa. Para essa última, s torna-se uma variável cronológica melhor para descrever eventos. Consideramos uma volta do nosso relógio como um evento. Como conclusão, um número infinito de eventos (de microfísica) ocorreu no passado distante. Se identificarmos tempo com evento, o universo já não possui mais origem temporal. A "singularidade inicial" desaparece.
Calculamos o horizonte cosmológico e descobrimos que ele varia como R, garantindo assim a homogeneidade do universo primitivo. A teoria da inflação, com suas hipóteses pesadas, já não é mais necessária.
Referências.
[1] J.P. Petit: O efeito da massa faltante. Il Nuovo Cimento, B, vol. 109, julho de 1994, pp. 697-710. [1] J.P. Petit, P. Midy e F. Landsheat: Astrofísica da matéria fantasma. Astrom. e Astrofísica. Referência....
[2] J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1527
[3] J.P. Petit & P. Midy: Astrofísica da matéria fantasma. 1: O quadro geométrico. A era da matéria e a aproximação newtoniana. Física Geométrica A, 4, março de 1998.
[4] J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1733
[5] J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A4 (1989) 2201
[6] Petit J.P.: Cosmologia do Universo Gêmeo. Astrofísica e Ciência Espacial. Astr. e Sp. Sc. 226: 273-307, 1995
[7] J.P. Petit e P. Midy: Astrofísica da matéria fantasma. 5: Resultados de simulações numéricas 2D. VLS. Sobre um possível esquema para a formação de galáxias. Física Geométrica A, 8, março de 1998.
Agradecimentos:
O autor agradece ao Prof. J.M. Souriau por sugestões e comentários úteis.
Este trabalho é apoiado pelo CNRS francês e pela empresa A. Dreyer Brevets et Développement.
Depositado em envelope lacrado na Academia das Ciências de Paris, 1998. ___________________________________________________________
Comentário.
Este trabalho representa uma fusão entre duas abordagens: a do artigo publicado em Astrophysics and Space Science (artigo 2 do sub-site Geometrical Physics) e a desenvolvida no artigo 3 (Matéria fantasma repulsiva). Nesse artigo, o sistema de duas equações de campo:
(3)
(4)
representava uma espécie de improvisação cujo efeito era colar com o modelo padrão, na fase radiativa, as equações tornando-se então:
(3')
(4')
ou seja... duas vezes o modelo padrão. Isso permitia recuperar uma expansão suficientemente rápida nessa fase para congelar a nucleossíntese, produzindo o hélio. Com um sistema:
S = c ( Tr - T*r)
S* = c ( T*r - Tr)
com constantes fixas, a expansão (R ≈ R* ≈ t) seria então muito lenta. Todo o hidrogênio do universo seria transformado em hélio.
Voltando ao sistema (3) + (4), este apresentava uma dificuldade, problema levantado com muita pertinência pelo revisor de A & A. Quando fótons se transformavam em matéria e vice-versa (como especificado no artigo), sua contribuição para o campo mudava de sinal, o que não era possível justificar naquele momento.
O recurso ao modelo com constantes variáveis, para a fase radiativa, forneceu então uma solução globalmente coerente. De qualquer forma, que esse modelo se sustente ou não, permanecerá uma propriedade bastante estranha: que todas as equações conhecidas da nossa física sejam invariantes pela transformação geralizada de calibre proposta. É preciso entender a equação de campo (mesmo se nos limitarmos à de Einstein), as equações completas de Maxwell e as equações de Schrödinger.
Muitas vezes se leu que as constantes da física não poderiam variar, pois qualquer variação, mesmo mínima, de uma delas conduziria imediatamente a impossibilidades físicas. É verdade. Mas não se trata de tocar apenas em uma ou algumas constantes, mas em todas simultaneamente.
Os instrumentos de medida são construídos com as equações da física e com suas "constantes". Se considerarmos um tal fenômeno de calibre, com essas variações conjuntas de todas as constantes, torna-se impossível detectar esse fenômeno em laboratório, pois os instrumentos de medida se alteram ao mesmo tempo que o fenômeno que deveriam evidenciar. É equivalente a tentar detectar uma variação de temperatura medindo o alongamento de uma mesa de ferro com uma régua do mesmo metal. Sei que é um ponto que as pessoas têm muita dificuldade em entender e ainda mais em aceitar.
É claro que essa descrição da fase radiativa também é apenas um esboço. Ela não trata nem da interação fraca nem da interação forte. Para realizar tal extensão, seria necessário imaginar outras leis de variação das constantes ligadas a esses domínios. Observa-se, por sinal, que neste modelo estranho, o tempo de Planck varia como t e o comprimento de Planck como R, o que afasta a "barreira quântica" à medida que nos aproximamos do "instante inicial t = 0". Fenômeno estranho ao qual seria necessário dar uma interpretação.
Mas esses trabalhos ainda estão longe de estar concluídos. Talvez devamos considerar tudo isso como uma espécie de simples manifesto. Pessoalmente, acredito que nossas ideias sobre a gênese cosmológica deverão mudar fortemente nas próximas décadas, e que tentar, a todo custo, voltar ao passado ardente com nossas ferramentas teóricas ainda primitivas, acaba levando a uma espécie de esquizofrenia organizada. Penso, por exemplo, na teoria de Linde: a inflação, que só tem justificativa observacional para justificar a homogeneidade do universo primitivo, e à qual todos parecem aderir.
Alguns pensam que nossa visão do mundo, através do modelo padrão, está em fase de conclusão e que bastarão algumas pequenas correções para finalizar a construção. Não tenho tanta certeza. Acredito que as próximas décadas possam nos revelar muitas surpresas, oferecendo-nos uma descrição totalmente diferente dessa gênese cosmológica (e não afirmo, ao fazê-lo, que minha abordagem represente um progresso nesse sentido). Desde sempre, os homens sempre acreditaram que seu conhecimento do universo estava em vias de conclusão. Antes da explosão no início do século, muitos eminentes escreviam "agora, só nos falta adicionar algumas casas decimais aos nossos cálculos".
Lembrei-me uma vez em um livro dedicado à...