双子宇宙 宇宙学
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一种螺旋结构的替代理论。
...该模型为螺旋结构提供了全新的视角，将其归因于星系与其暗物质环境之间的相互作用。弗朗索瓦兹·科姆布的理论基于两种物质群体之间的相互作用：星系物质与一种不可探测的、低温氢物质，其起源尚不明确。值得一提的是，早在1986年，我在漫画《千亿个太阳》（Belin出版社）中就已提出过类似的双群体相互作用模型。
...我们通过二维模拟进行了试验。参见：J.P. Petit 与 F. Landsheat，《暗物质天体物理学》6：螺旋结构。[ 该网站：几何物理学A，9，1998]
...无需重复图像。如果可能，我们将在网站上整合一段非常引人入胜的动画，展示棒旋星系的诞生过程。模拟中存在两种状态：首先，星系经历强烈的动力摩擦，导致其快速减速。棒状结构和螺旋臂迅速形成，随后减速效应变得微不足道。系统随后可维持大量圈数，其动力来源是潮汐效应。详见上述文章中的后续图像。当然，这些结果需谨慎对待，因为目前仅限于二维模拟。我们的计算能力尚不足以实现三维模拟。若有一支团队愿意接手，我们非常乐意提供所有必要的技术指导。
...在传统的模拟中，螺旋臂的长期存在是个难题。无论如何，这一现象都对应着能量耗散。星系中的“恒星”因此获得较大的速度，导致螺旋结构逐渐消失，必须依靠新的冷气体输入（例如）才能重新形成。
...在我们的模型中，暗物质环境似乎起到了“势垒”的作用，阻止这些天体逃逸。因此，星系的螺旋臂可以在大量旋转中得以保持。但这一结论仍需三维模拟的验证。
...如前所述，目前已有两位新合作者正在研究这些模拟问题，我们对他们的新工作寄予厚望（展示螺旋臂在星系中诞生的序列图像可追溯至1994年……）。如今，普通个人也能通过廉价的计算设备“进入顶级研究领域”。这些系统甚至可以处理足够多的质点，从而真实地模拟星系——即包含两种截然不同的群体：
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“第一类群体”或“晕群体”，由老年恒星（及球状星团）构成，其轨道明显偏离星系赤道平面。
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“第二类群体”或“盘群体”，动态地聚集了年轻恒星和不同质量的气体。这一群体的物质高度集中在星系赤道平面附近。正是在这一群体中，螺旋结构以“密度波”的形式形成。这是一个高度非线性的现象，甚至可类比为“激波”。
...然而，螺旋结构对第一类群体影响甚微，尽管该群体占据了星系总质量的90%。因此，能够用两个群体而非单一质点群体来模拟星系，将使我们更贴近真实的天体物理现实，这将极具意义。
辐射阶段。
在此，我们回到该模型的宇宙学方面。如前所述，线性初值解（在 t = 0 附近，R 与 R* 随时间成比例增长）存在问题。这种扩张过于平缓，无法有效冻结原始核合成过程。因此，我们不得不将该模型与1988-1989年的先前研究联系起来，相关内容已收录于本网站：
J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1527
J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1733
J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A4 (1989) 2201
以及：
J.P. Petit：双子宇宙宇宙学：天文学与空间科学 226：273-307，1995，以及 [见本网站：几何物理学A，2。]
...该理论的核心思想是：物理常数依赖于能量密度。在先前的研究中，我们已证明，若同时调整物理常数，可使所有物理方程（场方程、薛定谔方程、麦克斯韦方程等）保持不变。我们建议，此类模型可适用于辐射阶段——此时能量-物质主要以辐射形式存在。
...当我们回溯过去时，能量-物质密度逐渐升高。当辐射能量密度远大于物质密度（即 rr >> rm）时，我们得到如下规律：
...其中 G 为引力常数，m 为质量，h 为普朗克常数，c 为光速，e 为电荷。我们假设两个宇宙片（双子宇宙）中的这些量相等（未对这一选择进行解释）。
...在详细描述该模型之前，先说明其合理性。如前所述，原始宇宙的惊人均匀性（体现为 2.7K 的宇宙微波背景辐射）在标准模型中难以解释。因此，必须在旧的“大爆炸”理论基础上附加一个新模型：暴胀理论。对法国人而言，“暴胀”一词翻译得并不准确。它源自英文动词 to inflate，意为“膨胀”。因此，我们不得不引入大量假设，认为宇宙在其“最初阶段”经历了一次惊人的膨胀。如此，其均匀性便可以解释。但值得注意的是，这是林德模型、暴胀理论唯一得到的观测支持。其代价仍然相当高昂。
...在此，我们提出：当能量密度超过某一阈值时，物理常数可能依赖于物质能量密度。这一假设并不比暴胀理论所依赖的假设更离奇。但其优势是双重的：
- 可解释原始宇宙的均匀性
- 可重新定义时间变量
...关于均匀性，解释相当简单。在标准模型中，当常数 c 保持不变时，关键在于比较光锥 ct 与粒子间的平均距离。
...在这一新视角下，参考 [本网站：几何物理学A，3，1998，图17] 与 [几何物理学A，6，1998，图10]，保持时间变量 t 不变：
...因此，宇宙物质在所有时期都保持均匀。这一差异源于光速 c 随时间回溯而增加。 参见参考文献 [本网站：几何物理学A，6，1998] 中的图5。
顺便一提：
...多年来，我们一直被视为“异想天开的怪人”，只顾着随意改变物理常数，这一研究主题在法国从未被严肃对待，尤其在CNRS的学术圈中。许多人认为这一想法完全荒谬……