6
Аналогия с линзой из стекла относительно хороша. Положительная масса M вызывает схождение лучей. Масса M* вызывает их рассеяние:
Аналогия с оптикой:
Когда мы смотрим на обои с точками через рассеивающую линзу, мы можем увидеть большее количество объектов меньшего кажущегося диаметра. Однако их яркость уменьшается (их "кажущаяся величина"):
Космологически говоря, скопления "призрачной материи", действующие как рассеивающие линзы, должны уменьшать величину галактик с большим красным смещением, одновременно увеличивая их количество.
Чтобы оценить эффект, нужно знать диаметр скоплений "призрачной материи", что трудно сделать. Если они образуются, заранее неизвестно, что из них может получиться. Образуются ли они гипергигантскими галактиками?
Если разместить их в центрах "больших пустот", они в среднем находятся на расстоянии ста миллионов световых лет друг от друга. Однако влияние на далекий фон сильно зависит от их диаметра f.
См.:
J.P. Petit, P. Midy и F. Landsheat: Призрачная материя, астрофизика. 5: Результаты численного моделирования 2D. VLS. О возможной схеме формирования галактик. [
На этом сайте: Геометрическая физика A,
8
, 1998, раздел 3, выражение (23) и рисунок 18.
]
В любом случае, если эти объекты существуют, они должны создавать видимость большого количества малых галактик при больших красных смещениях. А именно это и наблюдается (P.J.E. Peebles: Принципы физической космологии, Принстонская серия по физике, 1993). Классическая интерпретация заключается в том, что малые галактики образуются в первую очередь, а затем, путем слияния, поглощения (merging), порождают более крупные объекты.
Наша модель предлагает альтернативную интерпретацию эффекта малых галактик при больших красных смещениях.
К теории рождения галактик.
Речь идет о новой схеме, которую необходимо полностью исследовать.
Главная трудность, пока не решённая, заключается в том, чтобы одновременно учитывать все аспекты. Невозможно отделить явление космического расширения от формирования различных структур. На данный момент мы не можем управлять обоими процессами одновременно.
Однако попробуем представить гипотетическую сцену. Гранулы "призрачной материи" могли бы образоваться первыми, сразу оказывая сильное противодавление на обычную материю, которая при этом нагревалась бы. См. вышеупомянутую статью [
На этом сайте: Геометрическая физика A,
8
, 1998, раздел 4, схемы 19, 20 и 21.
]
В астрофизике, как только объект конденсируется, его температура повышается. Это, например, справедливо для протозвёзд. Это эквивалентно преобразованию гравитационной (потенциальной) энергии в кинетическую (скорость теплового движения). Давление пропорционально плотности, умноженной на температуру (p = n k T). Давление возрастает и противодействует коллапсу. Протозвезда до "зажигания" представляет собой сфероидальный газовый шар размером с солнечную систему, температурой около нескольких тысяч градусов, излучающий в инфракрасном диапазоне. При этом она излучает больше энергии, чем позже, когда будет получать её из реакций синтеза. Излучает она поверхность. Ей необходимо "выдыхать" свою энергию. Иначе она не могла бы сжиматься, повышать температуру в центре и запускать процесс синтеза (минимум 700 000 градусов).
Плотность объекта не делает его хорошим излучателем. При одинаковой температуре тепловая энергия пропорциональна кубу радиуса, а излучающая поверхность — квадрату.
Напротив, плоская пластина является оптимальным излучателем. Когда "призрачные" скопления выталкивают нашу материю, они сжимают её в виде пластин (стенки "мыльных пузырей"). См. вышеупомянутую статью и рисунки.
Расчёты нужно провести, но можно предположить, что такая геометрия способствует интенсивному радиационному охлаждению, а значит, и нестабильности среды по отношению к гравитационной нестабильности (по вопросам гравитационной нестабильности см. мою комикс-серию "Миллиард миллиардов Солнц", изд. Belin, 8 rue Férou, Париж 75006, или на "CD-Lanturlu").
Материя, таким образом, стремится фрагментироваться на протогалактики. Немедленно "призрачная материя" проникает в доступное пространство, и мы получаем схему галактик, расположенных в пустотах "призрачной материи". Это даёт ту же схему, что и наличие отрицательной массы в нашем Вселенной (гипотеза Суриа). Вернёмся к схеме галактик, окружающих "отрицательную материю" ("призрачная материя", "двойная материя", материя с отрицательной массой — неважно, как мы её называем).
Согласно схеме, предложенной Суриа, отрицательные массы отталкиваются. В этих условиях они не могут объяснить крупномасштабную структуру Вселенной.
Объяснение конфайнмента галактик.
Таким образом, мы получаем схему, в которой "призрачная материя" оказывает противодавление на галактику, обеспечивая её конфайнмент. Это альтернатива идее наличия тёмной материи внутри галактики.
См.
J.P. Petit и P. Midy: Отталкивающая тёмная материя. [
См. на этом сайте: Геометрическая физика A,
3
, 1998, раздел 2
]. Однако существуют сфероидальные галактики. Они, следовательно, должны находиться в полостях такой же геометрии, образованных в почти однородном распределении окружающей "призрачной материи" (напомним, что она горячее нашей). Эти полости будут ли они конфайнирующими?
Не противоречит ли это теореме Гаусса?
Все студенты физики знают, что если сфера равномерно заряжена, электрическое поле внутри неё равно нулю. Тогда можно было бы представить гравитационное поле внутри сферической полости, разложив его на вклады последовательных концентрических слоёв, каждый из которых даёт нулевой вклад.
Кажется... очевидным. Однако эта теорема основана на предположении, что гравитационная сила убывает как 1/r² на любом расстоянии, включая бесконечность.
Ньютоновское поле даёт так называемое уравнение Пуассона, применением теоремы Грина:
DY
= 4 p G
r
Уравнение поля Эйнштейна на малых расстояниях, при слабой кривизне, в почти стационарном состоянии (космологически) и при малых скоростях по сравнению со скоростью света, даёт закон Ньютона и уравнение Пуассона.
Может ли это уравнение управлять однородным (r = const) и бесконечным распределением материи? До сих пор это предполагалось. Однако это приводит к парадоксу. Рассмотрим сферическую симметрию и произвольную точку O, начало наших координат. Уравнение Пуассона записывается как:
где r — радиальное расстояние, а Y — гравитационный потенциал, из которого выводится гравитационная сила g (радиальная в сферической симметрии):
Уравнение не имеет решения Y = const при r ≠ 0. Следовательно, существует гравитационная сила, что кажется парадоксальным: можно было бы ожидать, что каждая частица, испытывающая притяжение от всех соседей, испытывает результирующую силу, равную нулю.
Решение имеет вид:
Гравитационное поле, центрированное в точке O, не равно нулю и соответствует:
Это поле не только не равно нулю, но стремится к бесконечности...