Cosmologie masă lipsă universuri gemene

Cosmologie masă lipsă universuri gemene

Problema masei lipsă (p4)

5) Structura la scară largă a universului

Din ecuația (24), observăm că, odată ce un cluster există într-o pliură, o structură de halou difuză asociată există în regiunea conjugată a celei de-a doua pliuri. Dacă acest model este corect, ar trebui să găsim structuri de halou în pliura noastră a universului. Cu ajutorul Dr. Pierre Midy, de la Universitatea din Orsay, în Franța, am realizat simulări numerice, utilizând un computer Cray-1. Considerăm două distribuții de 350 de puncte. Prima este reprezentată prin cercuri mici, iar a doua prin cruci mici. La început, punctele sunt distribuite aleatoriu pe ecran și se presupune că reprezintă două gaze uniforme. Fiecare masă posedă o viteză aleatorie corespunzătoare unei distribuții maxwelliene izotrope cu o viteză termică medie . Să numim m1 elementele primei populații și m2 elementele celei de-a doua populații. Aplicăm legea lui Newton cu:

m1 atrage m1 : efect gravitațional

m2 atrage m2 : efect gravitațional

m1 și m2 se resping reciproc : efect antigravitațional

... Considerăm acest sistem bidimensional ca fiind periodic în spațiu. Cu alte cuvinte, frontiera superioară este legată de cea inferioară, iar cea dreaptă de cea stângă (tore euclidean 2D). Astfel, putem calcula suma interacțiunilor mutuale ale particulelor. La fiecare interval de timp Δt, calculăm accelerația fiecărei particule și determinăm traiectoria prin dezvoltare Taylor. Fiecare particulă care iese prin frontiera dreaptă reapare prin frontiera stângă, și la fel pentru frontierele superioară și inferioară. Acest lucru permite studiul instabilității gravitaționale a acestor două sisteme cuplate într-o porțiune finită a spațiului (cu topologie toroidală). Intervalul de timp este determinat pentru a obține rezultate numerice semnificative. Cu alte cuvinte, exigăm ca traiectoria unei particule să fie aproximativ regulată. Următoarele figuri arată comportamentul tipic al sistemului după 4000 de intervale de timp. În figurile 4 și 5, găsim atât clusteri, cât și modele celulare. Acest fenomen este amplificat în figurile 7 și 8.

Fig. 4 : Efectul instabilității gravitaționale asupra sistemului 1 Fig. 5 : Efectul instabilității gravitaționale asupra sistemului 2 **** Fig 6 (ga3127) : Suprapunerea celor două. **** Fig 7 : Distribuția spațială amplificată a celor două populații. Fig 8 : Alb : populația 1. Gri : populația 2

... Sugerăm că un astfel de mecanism ar putea explica structura la scară largă a universului și distribuția observată a galaxiilor. Să presupunem că pliura noastră a universului corespunde populației 1. În colțul din dreapta jos al ecranului, această materie este dispusă în jurul unor „bule” mari, goale. Aceste bule corespund unei aranjări de clusteri în populația 2, presupusă a se afla în cea de-a doua pliură a universului (în realitate, regiunea antipodală), conform teoriei noastre. Dar, așa cum se vede în figura 8, pentru o populație dată, în anumite locuri materia poate fi dispusă ca un brânză elvețiană „gruyère”, iar în alte locuri ca o emulsie.

... Aceste prime simulări numerice rudimentare trebuie dezvoltate cu un număr mai mare de puncte și într-o reprezentare tridimensională. Știm că comportamentul unui sistem în trei dimensiuni poate fi oarecum diferit de cel în două dimensiuni. Dar credem că concluziile vor fi similare. Considerăm că, cu un număr mai mare de puncte, am putea obține un sistem fractal, așa cum este sugerat în figura 14, dar precizăm că acest calcul particular nu a fost încă efectuat, deși este în curs de studiu. Conform acestei idei, galaxiile ar trebui să se afle în golurile norului asociat de antimaterie, ceea ce ar asigura confinarea lor, așa cum s-a sugerat anterior.