1
Tüm dosya, bir okuyucu Alain Schamp tarafından derlenmiş pdf olarak (Aralık 2007)
Evrenin yaşı sorunu.
Elbette, bu farklı çalışmaları mantıksal olarak birbirine bağlamaya çalışıyoruz. Örneğin, bu iki ikiz kozmosun evriminin tanımlanmasıyla ilgili argümanlar bizi hayalet maddenin ortalama yoğunluğunun maddeninkinden daha büyük olması gerektiği sonucuna götürür.
İki birleşik alan denklemi sistemini "ele almak" için, iki evren yaprağını Robertson Walker olarak adlandırılan metriklerle tanımlıyoruz. Bu, homojenlik ve izotropi olmak üzere iki varsayımı içeren Riemann metriğidir; dolayısıyla tek bir evren durumunda Friedmann çözümlerine götüren de budur.
İki
ölçek faktörü
R(t) ve R*(t) ortaya koyuyoruz.
Bunlar iki evrenin her biriyle ilişkili karakteristik boyutlardır.
Sorun başlangıç koşullarıyla ilgilidir. "En başlangıçta" (ancak bu sözcük daha sonra yeniden ele alınacak ve yorumlanacaktır) iki evrenin parametrelerinin özdeş olduğu varsayılır (
r = r
- , p = p*). Bu koşullar altında
T = T *
olur ve alan denklemleri şöyle olur:
S = S
- = 0
Çözüm o zaman şudur:
R = R* = ct
İki evrende doğrusal bir genişleme.
Hemen itiraz: nükleosentez, örneğin helyum sentezi ne olacak? Doğrusal bir genişleme çok fazla yavaş olurdu. Zamanda geriye gidildiğinde, standart modelde olduğu gibi, sıcaklığın hidrojenin helyuma (ve hayalet-hidrojenin hayalet-helyuma) füzyonuna karşılık gelmeye yetecek kadar yüksek olduğu koşullara varılır.
Standart modelde, Friedmann modelinde, ilkel evredeki genişlemenin hızı tepkimeyi dondurur ve tüm hidrojenin helyuma dönüşmesini engeller.
Bu soruyu yanıtlamayı daha sonraya bırakalım ve yalnızca evrim biçiminin madde ya da ışımanın baskın olmasına göre farklı olduğunu söyleyelim. Önce, ışımanın katkısının önemsizleştiği "madde evresi" ile ilgilenmeye başlayalım (standart modelde bu t = 500.000 yıla karşılık gelir).
O zaman bu doğrusal genişleme biçiminin
R = R* = ct
kararsız olduğu gösterilir. İki evrenden birinin genişlemesi hızlanırken, ikincisinde yavaşlar. [Siteye bakınız:
Geometrical Physics A ,
4
, 1998, bölüm 2.
]
Genişlemesi hızlananın bizim kendi evrenimiz olduğunu varsayıyoruz.
Yukarıda Hubble sabitinin R(t) eğrisinin teğetine bağlı olduğunu görmüştük. Standart modelde, kozmolojik sabit sıfıra eşit alındığında:
Bu yeni modelle şunu elde ederiz:
Kesikli çizgide standart modele karşılık gelecek eğri. Buna göre evrenin yaşlanması dikkat çeker. Aslında, iki birleşik genişlemenin bu kararsızlığında hayalet evren, sanki bizimkini ileri doğru itiyormuş gibi davranır; bizimki ise onu yavaşlatır.
Hayalet evren.... bir kozmolojik sabit gibi davranır. Etkisi, şu gizemli "boşluğun itici gücü"ne benzer.
Bir zamanlar birçok insan barometrelerde cıvanın yükselmesinin nedeninin doğanın boşluktan nefret etmesi olduğuna inanıyordu.
Bugün boşluk artık korkunç değil: itici hale geldi
Etkileşen iki
evrenin bu teorisi, daha az ezoterik olma avantajına sahip bir yorum sağlar; çünkü boşluk korkusunun ne olduğunu kimse bilmiyor.
Bununla birlikte, hızlanma eğiliminde olan evren doğrusal yasaya oldukça yakın kalır; bu da galaksimizin en yaşlı yıldızlarının yaşı sorunuyla uyuşacak oldukça geniş bir genişleme senaryoları yelpazesinin düşünülebileceği anlamına gelir.
İki birleşik diferansiyel denklem aracılığıyla birbirine bağlı
R(t) ve R*(t)
birleşik genişlemelerinin şu ya da bu senaryosu arasında nasıl seçim yapılır? [Siteye bakınız:
Geometrical Physics A,
4
,
1998'in (37-a) ve (37-b) denklemleri.]
İkiz kozmolojiye bu girişin alt özetine dönüş
Sonraki sayfa