univers gêmeo astrofísica e cosmologia
Matéria fantasma matéria astrofísica. 5: Resultados de simulações numéricas em 2D.
VLS. Sobre um possível esquema para a formação de galáxias (p10).
Lentes positivas e negativas. Fig.5:** Analogia com a óptica.** Fig.6:** Efeito sobre o fundo.** Isso criaria, para altos deslocamentos para o vermelho, uma aparência de abundância de galáxias anãs. De acordo com Peebles, é exatamente isso que se observa. Classicamente, os astrofísicos pensam que, quando o universo era mais jovem, por uma razão não especificada, galáxias anãs teriam se formado primeiro. Depois, objetos mais pesados teriam surgido, por "cannibalismo galáctico". O presente modelo constituiria uma interpretação alternativa a esse aspecto das observações em grande deslocamento para o vermelho.
Se existirem, qual poderia ser a estrutura desses aglomerados de matéria fantasma? Só podemos especular. De qualquer forma, em nossa mente, tudo se formaria simultaneamente: a VLS, os aglomerados e as galáxias. O fato de tratar o problema como fizemos, ou seja, partindo de "condições iniciais" calculadas "após a expansão", é por si só uma aberração. Seria necessário conseguir lidar com todos os fenômenos conjuntamente. Mas não sabemos como abordar esse problema (além disso, desde 1994, desde que Frédéric Landsheat não mais dispunha de um grande sistema computacional, não temos mais meios de cálculo).
Se pudéssemos, talvez então pudéssemos construir um modelo mais coerente da formação e evolução possível desses aglomerados. Propusemos neste artigo um modelo de formação de galáxias: exatamente porque a matéria seria comprimida em placas, ela poderia evacuar energia de forma muito eficiente por radiação. Assim, tornando-se repentinamente instável, condensar-se-ia em proto-galáxias. A matéria fantasma circundante seria repelida para o espaço interestelar, onde exerceria imediatamente uma pressão contrária sobre essas jovens galáxias (efeito de massa faltante). Mas sua temperatura relativamente alta lhe conferiria, nesses locais, uma homogeneidade suficiente para não criar, por lente gravitacional negativa, efeitos notáveis. Lembre-se de que o efeito de lente gravitacional é nulo quando a matéria atravessa um meio homogêneo, independentemente de sua densidade.
Seria extremamente interessante simular, ainda que apenas em 2D, interações entre galáxias localizadas nessas lacunas de matéria fantasma (que as acompanham evidentemente em seu movimento). Logicamente, se essas galáxias se aproximarem suficientemente e as lacunas entrarem em contato, isso facilitaria sua fusão (merging). Veja o esquema sugerido na figura 7.
Proposta de um esquema de fusão de duas galáxias.
Se a matéria, após ter sofrido essa compressão em placas finas, pôde dar origem a galáxias, devido à sua eficiente refrigeração, não seria o caso dos aglomerados, mais compactos, talvez esféricos. Em princípio, e isso será examinado em outros artigos, não haveria diferença de natureza entre a matéria e a matéria fantasma. Ambas seriam feitas de núcleos, prótons, nêutrons, elétrons, átomos, mais todas as respectivas antipartículas (no artigo [15] demonstra-se que a dualidade matéria-antimatéria também opera no universo fantasma). Mas seria necessário, para descrever tal meio, ter algumas pistas sobre a nucleossíntese primordial em ação na matéria fantasma, ou seja, poder descrever com relativa precisão sua fase radiativa. Ela poderia então ser composta por hidrogênio e hélio provenientes dessa nucleossíntese primordial, em quantidade inestimável.
Poderíamos então comparar os aglomerados a imensas proto-estrelas. A quantidade de calor, para uma mesma temperatura, é proporcional ao cubo do raio do objeto e sua superfície emissora ao quadrado. Qual seria então o tempo de resfriamento desses aglomerados? Talvez muito maior que a idade do universo. Assim, esse gás primordial do universo fantasma nunca teria conseguido evacuar suficiente calor por radiação para se contrair até o ponto de fazer surgir a fusão no centro (700.000 graus como mínimo).
Pode-se então especular que o universo fantasma não conteria elementos mais pesados que o hélio, por falta de estrelas onde produzi-los. Esses aglomerados seriam, para um viajante que ousasse aventurar-se nesse anti-mundo, apenas imensas massas de gás emitindo na cor vermelha e no infravermelho.
Mas em outros trabalhos sugeriremos que estrelas de nêutrons que atingiram sua massa crítica poderiam evacuar matéria para o universo fantasma, por meio da criação de um ponte hipertórica, de forma "suave", ou provocar transferências mais bruscas, por exemplo, provocadas pela fusão de um sistema binário composto por duas estrelas de nêutrons orbitando em torno de um centro de gravidade comum. Sabe-se (trabalhos de Thibaud-Damour) que a emissão de ondas gravitacionais desacelera seu movimento de rotação. Assim, tais fusões parecem inevitáveis.
Esses transferências enriqueceriam então o universo fantasma com elementos pesados. Tudo isso, esclarecemos, é atualmente apenas pura especulação. Supomos que, durante um transferimento brusco, a maior parte da massa seria expulsa para o universo fantasma, onde permaneceria, em lugar da estrela de nêutrons, que simplesmente se tornaria uma estrela fantasma de nêutrons. No caso de uma evacuação contínua de matéria, por esse "excesso", ela se dispersaria pelo universo fantasma, sendo repelida pela estrela de nêutrons que a originou, permanecendo ela própria no nosso universo. Esse processo dispersaria então elementos pesados por todos os cantos do universo fantasma.
