Физическая космология MHD двойной вселенной

Жан-Пьер Петит

Лаборатория Лямбда

...В разделе, посвящённом MHD, мы видели, что, используя аэродинамические устройства MHD в форме диска, возможно, путешествовать на гиперзвуковой скорости, на низкой высоте, без создания звукового удара и турбулентности, полностью бесшумное полёт.

...Второй вопрос: возможно ли межзвёздное путешествие?

...Классический ответ: нет, из-за ограничений специальной теории относительности.

...Решение, предложенное О'Ниллом: люди могут путешествовать к другим звёздам, если они согласятся, что только их далёкие потомки смогут достичь этих других систем. Это будет одностороннее путешествие, без возможности возвращения, что подразумевает гигантские космические корабли, такие большие, как большие земные города, перевозящие траву, деревья, животных, всё. Современная версия корабля Ноя. Источник энергии: водород, собираемый по пути, объединённый с процессом термоядерного синтеза. Источник материалов: астероиды.

...Поэтично....

...Конечно: никакой возможности общаться с людьми, оставшимися на Земле. Я скептик. Более того, я думаю, что если бы мы построили такое чудовище и заняли место в нём, прибыв на другую далёкую планету, вращающуюся вокруг другой звезды и населённую человеческими существами, в момент посадки эти существа сказали бы:

• Рады вас видеть. Мы ждали вас. Ваши потомки предупредили нас двадцать тысяч лет назад. Вы знаете, это сейчас самый современный способ путешествий.

...Я бы не рискнул быть таким смешным. Тогда, можем ли мы рассмотреть что-то совсем другое?

...Читатель может ознакомиться с статьями с моего сайта, посвящёнными теоретической космологии. Недавние работы будут представлены в Марселе, Франция, июнь 2001 года, на международной конференции по астрофизике и космологии, названной "Где находится материя?", организованной Лабораторией астрофизики Марселя (к которой я принадлежу).

1 - **Геометрия двойной вселенной. **

...Понятие двойной вселенной впервые было введено Андреем Сахаровым в 1967 году ( [1] , [2] , [3] , [4] ). Позже я опубликовал две статьи в французских "Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris" ( [5] и [6] ), не зная предыдущих работ Сахарова. Основная геометрическая структура соответствует двойному пучку. Наделите складку этого пучка метрической структурой ( g , g*), где g и g* являются римановыми метриками с сигнатурой ( + - - - ).

*Рис.1 Двойная вселенная: двойной пучок с римановой метрической структурой ( g , g). **

...Мы получаем отображение точка в точку, связывающее два "сопряжённых точки" M и M*, которые могут быть описаны одним и тем же системой координат {µi }. Назовём F и F* две ветви, составляющие пучок. С двумя метриками мы можем построить системы геодезических, но так как F и F* разъединены, две семьи геодезических также разъединены. В заключение, если эти метрики дают нулевые геодезические и если предположить, что свет распространяется по ним в обеих ветвях, любая структура одной ветви будет геометрически невидимой с другой.

...В классической общей теории относительности рассматривается одна ветвь, связанная с уравнением поля (уравнение Эйнштейна) :
(1)

S = c T - L g

где S - геометрический тензор, c - постоянная Эйнштейна, T - тензор энергии-материи, L - знаменитая, загадочная космологическая постоянная, введённая французским математиком Эли Картаном.

...Рассмотрим следующую систему связанных уравнений поля:
(2)

S = c ( T - T* )

(3)

S* = c ( T* - T )

откуда сразу получаем:
(4)

S* = - S

Обратите внимание, что это не означает окончательно g* = - g

...Ньютоновское приближение даёт следующее уравнение Пуассона:
(5)

D y = 4 p G (r - r*)

. В этом новом модели:

• материя притягивает материю, по закону Ньютона.
• двойная материя притягивает двойную материя, по закону Ньютона.
• материя и двойная материя отталкиваются друг от друга по "анти-ньютоновскому закону".

Что происходит с классической локальной проверкой RG?

...Солнечная система - это очень плотная область Вселенной. В соседней области двойной ветви двойная материя отталкивается. Тогда система очень близка к:
(6)

S = c T (7)

S* = - T

...Уравнение (6) идентично уравнению Эйнштейна, поэтому все классические проверки применимы. А как насчёт гравитонов? Какой путь они следуют? Ответ состоит из двух аргументов:

• Уравнения поля дают макроскопическое описание Вселенной, которое игнорирует существование частиц и даёт только системы геодезических.

• Кстати: что такое гравитон?

2 - **Вопрос о притягательной силе вакуума. Альтернативный ответ. **

...Когда мы смотрим на уравнение (2), мы видим, что T* действует как «космологическая постоянная». Она представляет «притягательную силу двойной Вселенной», которая может играть роль в нестационарных связанных решениях. Предположение о однородности и изотропии даёт римановым метрикам хорошо известную форму Робертсона-Уокера, как следует:
(8)

(9)

...Расстояния по радиусу между сопряжёнными точками (одинаковые u, безразмерное «радиальное расстояние», относительно произвольной точки) не являются автоматически равными:
(10)

r = R u .......................r* = R*u

Запишем безразмерные координаты, где t - маркер времени.
(11)

{ t , u , q , j }

... { u , q , j } - классические сферические координаты. Помните, что уравнение поля инвариантно относительно изменения координат. Выбор координат остаётся свободным, в каждой ветви, где мы можем определить разные космические времена:
(12)

. t ...и ... t*

Эти переменные связаны с безразмерной переменной t следующим образом:
(13)

t = T t ............t* = T * t

где T и T* - характерные временные масштабы. Вводя безразмерное собственное время s и s*:
(14) s = cT s .........s* = - cT * s

мы преобразуем две метрики в их безразмерные формы, вводя безразмерные факторы масштаба R(t) и R*(t), через:
(15)

R = cT R

R* = cT R* (16)

(17)

...Мы приводим уравнения поля к их безразмерной форме, используя:
(18)

r = ro w

r* = ro w

p = po p

p* = po p

После этого, эти тензоры, записанные в их безразмерной форме:
(19)

В конечном итоге, мы получаем четыре уравнения второго порядка, связанные (вместо двух, в классическом подходе):
(20)

(21)

(22)

(23)

...Нам нужны дополнительные гипотезы. Предположим, что два вселенных имеют «параллельную жизнь» во время своей радиационной эпохи, то есть:
w (t) = w* (t), что накладывает отрицательные индексы кривизны ( k = k* = -1 ). После расцепления мы пренебрегаем членами давления (вселенные пыли):
(24-a)

(24-b)

(24-c)

(24-d)

откуда мы сразу получаем:

(25-a)

(25-b)

Вводя сохранение массы в обеих ветвях:
(26)

w R3 = постоянная w* R*3 = постоянная

система становится:
(27-a)

(27-b)

...Обратите внимание, что R = R* приводит к R" = R*" = 0. С другой стороны, если бы два вселенных были «полностью связаны», то есть R*/R = постоянная, это особое решение соответствовало бы моделям Фридмана, с «параллельными эволюциями». Но мы считаем, что они связаны гравитационным полем, через (27-a) и (27-b), что показывает, что линейное расширение нестабильно. Если, например, R > R*, то R" > 0 и R*" < 0. Система может быть решена численно. Типичное решение соответствует рисунку 2.

Рис.2: Эволюция параметров масштаба вселенной и двойной вселенной.

...Мы видим, что эта система двух вселенных, взаимодействующих через гравитационную силу, нестабильна. Если одна вселенная идёт быстрее, толкаемая своим двойником, другая замедляется. Наблюдаемое ускорение нашей вселенной, следовательно, вызвано «притягательной силой её двойной вселенной». Истории двух различаются. Наша холоднее и более разреженная. Двойник теплее и плотнее.

3 - Другие наблюдательные подтверждения.

...Теория двойной вселенной предлагает множество наблюдательных подтверждений. См. статьи на сайте, и ссылки [5] , [6] и [7]. Действие отталкивающей двойной материи на материю галактик объясняет эффект «пропавшей массы» и плоскость соответствующей кривой вращения на большом расстоянии:

**Рис.3: Галактика, ограниченная окружающей (геометрически невидимой) двойной материей. **

**Рис.4: Соответствующая кривая вращения. ** ..