twin universe cosmology Matter ghost matter astrophysics. 5 : Results of numerical 2d simulations. VLS. About a possible schema for galaxies' formation.
Commentaire :
...Cet article faisant partie de ce qui avait été soumis à A & A en octobre 1996. Cette partie a été abondemment analysé par le referee anonyme de la revue, qui a posé un nombre impressionnant de questions, pendant les dix mois qu'a duré notre dialogue, par ailleurs fort courtois et dont on ne peut que regretter qu'il ait été si brutalement interrompu par le directeur de la revue. S'agissant d'un tel modèle on se pose immédiatement la question de possibles confirmations observationnelles. Pour ce faire il faudrait imaginer des tests cosmologiques, des effets affectant l'arrière plan cosmique, qui seraient principalement dûs au clumps de ghost matter censés se situer au milieu des grands vides autour desquels se distribuent les galaxies. Le diamètre moyen de ces conglomérats dépend fortement des "conditions initiales" choisies. Si on accroît la température T* de la ghost matter, leur diamètre augmente. Ci-après des résultats qui avaient été obtenus avec des températures plus élevées.
Fig.1 :** Les conglomérats de ghost matter.**
Fig.2** : Ici, superposés avec la matière.**
**Fig.**3 : La structure cellulaire de la matière.
On remarquera (issu de l'article) :
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que la probabilité d'occultation, à une distance donnée r, décroît très vite en fonction du diamètre moyen f des conglomérats. La Grandeur d est, elle, un paramètre fixe (dimension moyenne des bulles de la VLS). On obtient alors, pour la matière, une structure plus régulière. Mais l'envergure de tels conglomérats serait alors telle qu'ils occulteraient même des galaxies relativement proches, situées à moins d'un milliard d'années-lumière. On sait que leur effet sur la lumière est un negative lensing, équivalent à l'observation d'un décor à travers une lentille divergente. L'effet est de réduire le diamètre apparent des objets de l'arrière plan et de les concentrer. Voir figures 4, 5 et 6.
** Effets de lentilles gravitationnelle positif et négatif. **
Fig.5 **: Analogie avec l'optique. ** Fig.6 : **Effet sur l'arrière-plan. ** Ceci créerait, pour les forts red shifts, une apparence d'abondance de galaxies naines. Or, selon Peebles, c'est effectivement ce que l'on constate. Classiquement, les astrophysiciens pensen que lorsque l'univers était plus jeune, pour une raison non précisée, des galaxies naines se seraient d'abord formées. Puis des objets plus lourds seraient apparus, par "cannibalisme galactique". Le présent modèle constituerait une interprétation alternative à ce pan des observations à grand red shift.
S'ils existent, quelle pourrait être la structure de ces conglomérats de ghost matter ? On ne peut que conjecturer. De toute manière, dans notre esprit, tout se formerait dans la foulée : la VLS, les clumps et les galaxies. Le fait de traiter le problème comme nous l'avons fait, c'est à dire en partant de "conditions initiales" calculées "après expansion" est en soi une aberration. Il faudrait pouvoir gérer tous les phénomènes conjointement. Mais nous ne savons pas comment aborder ce problème (de toute façon, depuis 1994, depuis que Frédéric Landsheat n'a plus de gros système à sa disposition nous n'avons plus de moyens de calcul).
Si nous le pouvions, nous pourrions alors peut être construire un modèle plus cohérent de formation et d'évolution possible de tels conglomérats. Nous avons proposé dans ce papier un modèle de formation des galaxies : ce serait précisément parce que la matière serait comprimée en plaques qu'elle pourrait évacuer de l'énergie très efficacement, par rayonnement. Alors, devenant brutalement instable, elle se condenserait en proto-galaxies. La ghost matter ambiante se trouverait repoussée dans l'espace intergalactique, où elle exercerait aussitôt une contre-pression sur ces jeunes galaxies (effet de masse manquante). Mais sa température relativement élevée lui conférerait, en ces lieux, une homogénéité suffisante pour ne pas créer, par négative lensing, d'effets notables. Rappelons que l'effet de lentille gravitationnelle est nul lorsque la matière traverse un milieu homogène, quel que soit sa densité.
Il serait extrêmement intéressant de simuler, ne serait-ce qu'en 2d, des interactions entre galaxies localisées dans ces lacunes de ghost matter (qui les accompagnent évidemment dans leur mouvement). Logiquement, si ces galaxies s'approchaient suffisamment près et que les lacunes viennent au contact, ceci faciliterait leur fusion (merging). Voir le schéma suggéré sur la figure 7.
Proposition d'un schéma de merging de deux galaxies.
Si la matière, après avoir connu cette compression en plaques minces, a pu donner naissance à des galaxies, du fait qu'elle ait pu ainsi se refroidir efficacement, il n'en serait pas de même pour les conglomérats, plus compacts, peut-être sphéroïdaux. En principe, et cela sera examiné dans d'autres papiers, il n'y aurait pas de différence de nature entre la matière et la ghost matter. Toutes deux seraient faites de noyaux, de protons, de neutrons, d'électrons, d'atomes, plus toutes les antiparticules correspondantes (dans le papier [15] on montre que la dualité matière-antimatière joue également dans le ghost univers). Mais il faudrait, pour décrire un tel milieu, avoir quelques lueurs sur la nucléosynthèse primordiale à l'uvre dans la ghost matter, c'est à dire pouvoir décrire avec une relative précision sa phase radiative. Elle pourrait alors être constituée d'hydrogène et d'hélium, issu de cette nucléosynthèse primordiale, en quantité inévaluable.
On Pourrait alors comparer les conglomérats à d'immenses proto-étoiles. La quantité de chaleur, pour une même température, est proportionnelle au cube du rayon de l'objet et sa surface émissive à son carré. Quel serait alors le cooling time de tels conglomérats ? Peut être grand devant l'âge de l'univers. Ainsi ce gaz primordial du ghost universe n'aurait jamais pu évacuer suffisamment de chaleur par rayonnement pour se contracter au point de voir la fusion apparaître à cur (700.000 degrés minimum).
On peut alors conjecturer que le ghost univers ne contiendrait pas d'éléments plus lourds que l'hélium, faute d'avoir pu constituer des étoiles où le créer. Ces conglomérats ne seraient alors, pour un voyageur qui s'aventurerait dans cet anti-monde, que d'immenses masses de gaz émettant dans le rouge et dans l'infra-rouge.
Mais dans d'autres travaux nous suggèrerons que les étoiles à neutrons ayant atteint leur masse critique pourraient, évacuer de la matière dans le ghost universe, par création d'un pont hypertorique, soit de manière "douce", soit donner à travers des transferts plus brutaux, par exemple provoqués par la fusion d'un système double composé de deux étoiles à neutrons orbitant autour d'un centre de gravité commun. On sait (travaux de Thibaud-Damour) que l'émission d'ondes gravitationnelles ralentit leur mouvement de rotation. De telles fusions semblent donc inéluctables.
De tels transferts enrichiraient alors le ghost univers en éléments lourds. Tout ceci, nous le précisons, n'est actuellement que pure conjecture. Nous supposons que lors d'un transfert brutal la majorité de la masse serait expulsées dansle ghost universe, où elle stationnerait alors, en lieu et place, l'étoile à neutrons étant simplement devenue une ghost neutrons star. Dans le cas d'une évacuation en continue de matière, par ce "trop-plein" celle-ci se disperserait alors dans le ghost universe, étant alors repoussée par l'étoile à neutrons dont elle est issue, restée, elle, dans notre univers. Ce processus disperserait alors des élements lourds aux quatre coins du ghost universe.
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