20 )
Из чего может состоять материя-близнец.
Теоретическая физика находится в глубоком кризисе более 30 лет. Множество статей было опубликовано несколько лет назад о магнитном монополе, но ни одна из них никогда не наблюдалась. Существование суперсимметричных партнеров еще не доказано. Никто не знает, что такое «гравитон». Когда ученые пытались обнаружить распад протона, этот последний не сотрудничал. Почти все, что новые телескопы нам дают, остается полной загадкой. Никто не знает, что такое квазары (QSO), гамма-всплески и как они работают. Гигантские черные дыры странно молчаливы и т.д. Теория струн – это ничего не значащая мода, несмотря на тысячи статей, опубликованных в этой «новой дисциплине». Мир струн – это странный ландшафт, где физика кажется отчаянно отсутствующей. Ниже мы представляем первую геометрическую описание антиматерии. Как часто говорил Ж.М. Суриау, теория групп является основным инструментом, которым мы располагаем для изучения физических явлений. Естественное действие группы Ли – это ее сопряженное действие на своей алгебре Ли, как введено Ж.М. Суриау в 1970 г. [53]. Размер группы G – это количество параметров, от которых она зависит. Это также количество компонентов ее момента J. Группа Лоренца L – это шестимерная группа, имеющая четыре связных компоненты. Введем группу из четырех элементов ω, в ее матричном представлении (a). Тогда мы можем построить полную группу Лоренца L из ее нейтральной компоненты Lₙ, через прямое произведение групп (b), где (c) обозначает матричное представление. Новое полупрямое произведение (d) дает группу Пуанкаре.
Введем четырехвектор события (e) и вектор пространственно-временной трансляции C: (f).
Мы можем дать матричное представление (g) элемента Пуанкаре. В (h) его действие на пространстве-времени определяется. Но оно скрывает более важное действие: сопряженное действие группы на своем десятикомпонентном пространстве момента J (группа Пуанкаре имеет размерность десять).
Суриау записывает этот момент в виде:
J = {E, p, f, l},
где E – энергия, p – импульс, f – «проход» и l – спин. Удобно ввести, следуя Суриау, антисимметричную матрицу M: (a) и четырехвектор импульса-энергии P: (b). Расчет дуала действия группы на ее алгебре Ли дает действие на момент { (c), (d) }.
Теперь, если мы хотим выделить симметрии I, P, T и PT, мы выбираем (e) и (f). Сопряженное действие становится { (g), (h) }, что дает:
Как отметил Ж.М. Суриау в 1970 г., исходя из матриц (c), мы строим подгруппу ортохронную P₀: (d), состоящую из двух связных компонент: нейтральной компоненты Pₙ и компоненты пространственной инверсии Pₛ. Элементы этих двух компонент не меняют знак энергии E. В противоположность этому, матрицы (e) производят антохронный подмножество, элементы которого инвертируют знак энергии, так что инверсия времени сопровождается инверсией энергии, то есть инверсией массы, если у частиц есть такая. В заключение, мы видим, что отрицательная масса и отрицательная энергия возникают из динамического описания группы Пуанкаре, ссылаясь на релятивистские движения материальных точек.
Теперь мы расширим группу Пуанкаре, рассматривая:
Мы вводим матрицы (a) и (b). Затем мы даем матричное представление группы, действующее в (e) на пучке Z₂ × U(1) × ℝ⁴. В (f) мы получаем геометрическое выражение симметрии C. Пятая размерность (c) компактна. Таким образом, любой элемент группы, соответствующий выбору (f), подразумевает симметрию относительно указанной прямой.
Расчет сопряженного действия группы на ее момент не представляет особой сложности. Как отметил Суриау в 1970 г., добавление компактной размерности q сопровождается дополнительным квантованным скаляром, идентифицированным как электрический заряд q. Действие на часть момента, соответствующую группе Пуанкаре, не меняется. Действие на электрический заряд дает:
Частицы описываются в терминах орбит группы. Некоторые имеют положительную энергию, другие – отрицательную. f можно рассматривать как индекс складки.
f = +1 обозначает складку F,
f = –1 обозначает складку F̅.
Таким образом, мы получаем геометрическую двойную структуру. Действие просто:
f′ = n f.
Это можно кратко представить на рисунке 21:
Рис. 27: Влияние симметрий на компоненты момента.
Обратите внимание, что (ν = –1) обозначает антохронные термины группы. Частица и ее движение соответствуют определенному элементу момента. Антохронные термины преобразуют ортохронные движения в антохронные и инвертируют массу и энергию. Поскольку пространство-время состоит из двух отдельных складок F и F̅, встречи частиц с противоположной энергией могут быть избежаны, если поместить частицы с положительной энергией в одну складку (например, F), а частицы с отрицательной энергией в ее двойную складку F̅. Это физическое описание согласуется со свойствами группы.
- Симметрия PT и симметрия CPT.
Как отметил Суриау в 1970 г., любая симметрия, включающая преобразование T, инвертирует энергию и массу. Если мы рассмотрим обычную частицу с массой m и электрическим зарядом q, ее CPT-симметричная частица имеет отрицательную энергию и массу. Фейнман показал, что PT-симметричная частица ведет себя как античастица; однако, согласно результатам Суриау, она имеет отрицательную массу и энергию. Согласно вышесказанному, мы построили новое описание Вселенной, состоящей из двух двойных сущностей. Первая – это складка F, предположительно наша, заполненная материей и антиматерией Дирака, симметричной C по отношению к первой. Во второй складке F̅ также действует дуальность материи-антиматерии. Ее материя симметрична CPT по отношению к нашей, тогда как ее антиматерия соответствует той, что описывает Фейнман. В целом, две складки симметричны CPT. Это согласуется с первоначальными идеями Сахарова ([33] до [36]). Первоначальная работа автора, посвященная космологии двойной Вселенной, была опубликована в 1977 г.
- Модель убегающей нейтронной звезды: альтернатива модели черной дыры.
Классически критичность нейтронной звезды основана на геометрической критичности. Сфера постоянной плотности, окружающая пустоту, может быть описана двумя связанными метриками Шварцшильда (внутренней и внешней). Эти выражения были даны в разделе 7. Они становятся критичными, когда радиус нейтронной звезды приближается к своему связанному радиусу Шварцшильда. Толман, Оппенгеймер и Вольков вывели (см. [52], уравнение 14.22) знаменитое «уравнение TOV», дающее давление в зависимости от радиального расстояния в нейтронной звезде.
Рис. 28: Слева, геометрическая критичность; справа, физическая критичность.
Расчет показывает, что до достижения геометрических условий происходит физическая критичность: давление стремится к бесконечности в центре звезды (слева).
Рис. 29: Давление в зависимости от радиального расстояния в нейтронной звезде.
Теперь мы сформулируем некоторые гипотезы. В разделе 15 мы пытались описать первоначальное состояние Вселенной, возвращаясь в ее прошлое. Чтобы объяснить ее большую однородность, мы ввели изменение физических постоянных в радиационную эру. Однако это исследование остается очень рискованным. Мы просто попытались дать новые перспективы на вопрос: «Что происходит, когда мы смотрим в далекое прошлое Вселенной?». Я думаю, что у нас нет всех ключей. Я позволю себе выразить мнение: я думаю, что когда давление достигает критического значения (которое нужно определить), наша Вселенная становится связанной со своим близнецом, который, как предполагал А. Сахаров, «находится в его прошлом». Хотя это все еще неясно, я признаю, что это гипотеза, я думаю, что наша Вселенная взаимодействует со своим прошлым, которое простиралось бы вдоль некоторого пространственно-временного моста. Сахаров думал, что наша Вселенная и ее близнец связаны. Я добавляю, что они взаимодействуют постоянно, везде, в любое время. Именно поэтому стрелка времени кажется обратной в близнеце, как показано в разделе 19. Именно поэтому атомы-близнецы кажутся иметь отрицательную массу и отталкивать наши. Для нас они просто живут в обратном направлении времени, и согласно работам Суриау, их кажущаяся масса отрицательна.
По аналогии я предполагаю, что когда физическая критичность достигается в центре нейтронной звезды, локальные значения физических постоянных резко меняются. Такое условие «воспроизводит» локально условия «Большого взрыва». Тогда откроется пространственный мост, втягивающий материю с релятивистской скоростью. Такой «мягкий сценарий» произойдет, когда поток материи, вызванный звездным ветром спутниковой звезды, достигает критических условий в центре звезды. Тогда можно геометрически описать стационарное состояние, используя четыре метрики Шварцшильда. Для складки F:
Для смежной, сопряженной области складки-близнеца F̅:
Можно изучить геодезические системы и связать их через пространственный мост, единственным параметром которого является его площадь. Маленькие пространственные мосты могут поглощать материю, поступающую от звездного ветра спутниковой звезды, так как рядом с ней плотность огромна, а скорость релятивистская. На рисунке 24 – 2D-иллюстрация модели.
Рис. 30: 2D-иллюстрация убегающей нейтронной звезды (SNS).
Сильный поток материи, вызванный, например, более мощными вулканическими явлениями спутниковой звезды или слиянием двух нейтронных звезд, образующих двойную систему, может вызвать быстрое открытие пространственного моста, как указано справа на рисунке 24. Объяснение гамма-всплесков может находиться здесь. Эта модель ставит под сомнение модель черной дыры. Мы увидим позже, почему эта последняя спорна. Что-то не так с этой моделью черной дыры. Слишком мало кандидатов, и все знают, что небольшая ошибка в оценке расстояния может превратить таких кандидатов в черные дыры в простые нейтронные звезды. Нет неопровержимых доказательств их существования. Люди просто верят. Они всегда говорили: «Что вы еще можете себе представить?». Посмотрите на начало статьи. Мы упоминали номер журнала «Le Monde», в котором Форт и Мейлиер представили цветную 3D-карту темной материи, и журналист, восторженный, написал [1]: «Темная материя действительно существует: она отклоняет световые лучи». Но что насчет «темных скоплений» [2], открытых теми же исследователями, которые «притягивают световые лучи, отклоняют их, но, похоже, отталкивают обычную материю»? Если это подтвердится, они будут состоять, как предполагал Форт, исключительно из «экзотической материи», и если это так, то из чего же? Что насчет ускорения космических зондов [49], которое распределение темной материи не может объяснить? Сегодня нужно найти гигантские черные дыры в центрах галактик, чтобы оправдать динамические параметры этих регионов. Но эти гиганты кажутся очень тихими, как спящая красавица, не так ли? Некоторые предположили, что это «насыщенные черные дыры». Сколько времени мы еще будем пытаться решать новые проблемы, придумывая новые названия?
Резюме статьи ---
