Вселенная-близнец, астрофизика и космология
Материя, теневая материя, астрофизика. 5: Результаты численных 2D-симуляций.
VLS. О возможной схеме формирования галактик (стр. 10).
Положительное и отрицательное линзирование. Рис. 5: Аналогия с оптикой. Рис. 6: Влияние на фон. Это создало бы для больших красных смещений видимость изобилия карликовых галактик. Однако, как отмечает Пиблс, именно это и наблюдается. Классически астрофизики считают, что когда Вселенная была моложе, по неуточнённой причине, сначала сформировались карликовые галактики. Затем появились более массивные объекты, возникшие в результате «галактического каннибализма». Настоящая модель представляет собой альтернативную интерпретацию этого аспекта наблюдений при больших красных смещениях.
Если такие скопления теневой материи существуют, какова может быть их структура? Мы можем лишь гадать. Во всяком случае, по нашему мнению, всё формируется одновременно: VLS, скопления и галактики. То, что мы рассматриваем проблему именно так, то есть исходя из «начальных условий», вычисленных «после расширения», само по себе является ошибкой. Нужно было бы учитывать все явления одновременно. Но мы не знаем, как подойти к этой задаче (во всяком случае, с 1994 года, с тех пор как Фредерик Ландштейт больше не имел доступа к крупной вычислительной системе, у нас не осталось вычислительных возможностей).
Если бы у нас была такая возможность, мы, возможно, смогли бы построить более последовательную модель возможного формирования и эволюции таких скоплений. В этом документе мы предложили модель формирования галактик: именно потому, что материя сжимается в тонкие пластины, она может эффективно рассеивать энергию за счёт излучения. Затем, резко став неустойчивой, она конденсируется в протогалактики. Окружающая теневая материя отталкивается в межгалактическое пространство, где немедленно оказывает противодавление на молодые галактики (эффект недостающей массы). Однако относительно высокая температура теневой материи обеспечивает в этих местах достаточную однородность, чтобы не вызывать заметных эффектов от отрицательного линзирования. Напомним, что гравитационное линзирование отсутствует, когда материя проходит через однородную среду, независимо от её плотности.
Было бы чрезвычайно интересно смоделировать, хотя бы в 2D, взаимодействия между галактиками, расположенными в пустотах теневой материи (которые, очевидно, сопровождают их в движении). Логически, если галактики приблизятся достаточно близко, и пустоты соприкоснутся, это облегчит их слияние (merging). См. предложенную схему на рисунке 7.
Предложение схемы слияния двух галактик.
Если материя, пройдя через сжатие в тонкие пластины, смогла породить галактики благодаря эффективному охлаждению, то с более плотными, возможно, сфероидальными скоплениями дело обстоит иначе. В принципе, и это будет рассмотрено в других работах, нет принципиальной разницы между материей и теневой материей. Обе состоят из ядер, протонов, нейтронов, электронов, атомов, а также соответствующих античастиц (в статье [15] показано, что двойственность материя-антиматерия также действует в теневой Вселенной). Однако для описания такого среды необходимы некоторые сведения о первичной нуклеосинтезе, протекающем в теневой материи, то есть возможность с относительной точностью описать её радиационную фазу. Тогда она могла бы состоять из водорода и гелия, образованных в результате первичной нуклеосинтеза, в количествах, не поддающихся оценке.
Тогда мы могли бы сравнить скопления с гигантскими протозвёздами. Количество тепла при одинаковой температуре пропорционально кубу радиуса объекта, а излучающая поверхность — квадрату радиуса. Каким будет время охлаждения таких скоплений? Возможно, значительно превышающим возраст Вселенной. Таким образом, первичный газ теневой Вселенной никогда не смог бы достаточно рассеять тепло излучением, чтобы сжаться до состояния, при котором в центре возникла бы термоядерная реакция (минимальная температура — 700 000 градусов).
Можно предположить, что теневая Вселенная не содержит элементов тяжелее гелия, поскольку не смогла сформировать звёзды, в которых они могли бы образоваться. Эти скопления для путешественника, проникающего в этот антимир, были бы лишь гигантскими массами газа, излучающими в красной и инфракрасной областях.
Однако в других работах мы предложим, что нейтронные звёзды, достигшие критической массы, могли бы выбрасывать материю в теневую Вселенную с помощью создания гипертоннельного моста — либо мягко, либо с более резкими выбросами, например, при слиянии двойной системы из двух нейтронных звёзд, вращающихся вокруг общего центра масс. Известно (работы Тибод-Дамура), что излучение гравитационных волн замедляет их вращение. Подобные слияния, таким образом, кажутся неизбежными.
Такие выбросы обогатили бы теневую Вселенную тяжёлыми элементами. Всё это, мы подчёркиваем, на данный момент — лишь чистая гипотеза. Мы предполагаем, что при резком выбросе основная масса была бы выброшена в теневую Вселенную, где она осталась бы, а нейтронная звезда, оставшись в нашей Вселенной, просто превратилась бы в теневую нейтронную звезду. В случае непрерывного выброса материи из «переполнения» она рассеивалась бы по теневой Вселенной, отталкиваясь от нейтронной звезды, оставшейся в нашей Вселенной. Этот процесс рассеял бы тяжёлые элементы по всему пространству теневой Вселенной.