孪生宇宙 天体物理学与宇宙学

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 该文本提出了一种基于幽灵物质及其引力效应的星系形成替代模型。
  • 它解释了幽灵物质如何影响星系的分布并产生引力透镜效应。
  • 该模型认为,幽灵物质可能由氢和氦组成,但不含更重的元素。

平行宇宙 天体物理学与宇宙学

暗物质 ghost物质 天体物理学。5: 二维数值模拟结果。

VLS。关于星系形成可能机制的设想(第10页)。

正负引力透镜效应。 .5:与光学的类比。 .6:对背景的影响。 这将导致在高红移情况下,呈现出矮星系数量众多的假象。然而,正如皮布尔斯所指出的,这正是我们实际观测到的现象。传统上,天体物理学家认为,当宇宙还年轻时,由于某种尚未明确的原因,矮星系首先形成,随后通过“星系吞噬”过程,更重的天体才逐渐出现。本模型为高红移观测现象提供了一种替代性解释。

如果这些ghost物质的团块确实存在,它们的结构可能是什么样的?我们只能进行推测。无论如何,在我们的设想中,VLS、团块和星系都将同时形成。将问题按我们目前的方式处理——即从“膨胀后”计算出的初始条件出发——本身就是一个错误。我们本应能够同时处理所有现象,但目前尚不清楚如何着手解决这一问题(事实上,自1994年弗雷德里克·兰什特不再拥有大型计算系统以来,我们就失去了计算能力)。

如果我们能克服这一困难,或许就能构建一个更一致的模型,描述此类团块的形成与演化过程。本文提出了一种星系形成模型:正是由于物质被压缩成薄片状,才得以通过辐射高效地散热。随后,物质突然变得不稳定,凝聚成原星系。周围环境中的ghost物质则被推入星系际空间,立即对这些年轻星系施加反向压力(即“缺失质量”效应)。但由于其相对较高的温度,这些物质在星系际空间中具有足够的均匀性,不会因负透镜效应而产生显著影响。需要提醒的是,当物质穿过均匀介质时,无论密度如何,引力透镜效应都为零。

若能模拟(哪怕仅在二维)这些位于ghost物质空洞中的星系之间的相互作用(它们显然会随空洞一同运动),将极具意义。逻辑上,如果这些星系足够接近,空洞相互接触,将大大促进它们的合并(merging)。参见图7所示的设想示意图。

两星系合并的设想模型。

如果物质在经历薄片状压缩后,因能高效冷却而形成星系,那么对于更致密、可能呈球状的团块而言,情况则不同。原则上,这将在其他论文中进一步探讨:物质与ghost物质在本质上并无区别。两者均由原子核、质子、中子、电子以及相应的反粒子构成(在论文[15]中已证明,物质-反物质对偶性在ghost宇宙中同样存在)。但要描述这种介质,我们还需对ghost物质中发生的原初核合成过程有更多了解,即能够相对精确地描述其辐射阶段。此时,该物质可能由原初核合成产生的氢和氦组成,其数量极为可观。

我们可将这些团块类比为巨大的原恒星。对于相同温度,物体的热量与其半径的立方成正比,而辐射表面积则与半径的平方成正比。那么,这类团块的冷却时间会有多长?可能远超宇宙年龄。因此,ghost宇宙中的原始气体始终无法通过辐射有效散热,以至达到核心温度(至少70万摄氏度)从而引发核聚变。

因此我们可推测,ghost宇宙中可能不存在比氦更重的元素,因为缺乏能合成这些元素的恒星。对于一个冒险进入这一反物质世界的旅人而言,这些团块不过是一些巨大而持续发出红光与红外辐射的气态巨物。

但在其他研究中,我们将提出一种可能性:当中子星达到临界质量后,可通过形成超时空桥,将物质“温和”地或通过更剧烈的转移方式(例如两颗围绕共同质心运行的中子星双星系统发生合并)释放到ghost宇宙。众所周知(蒂博-达穆尔的研究表明),引力波的辐射会减缓中子星的自转。因此,这类合并似乎是不可避免的。

这类物质转移将为ghost宇宙注入重元素。需要强调的是,目前这一切都只是纯粹的推测。我们假设,在剧烈转移过程中,大部分质量将被抛射进ghost宇宙,而中子星本身则转变为ghost中子星,留在原地。而在持续物质外流的情况下,这些物质将从“溢出”点扩散至ghost宇宙,被其源头的中子星(仍留在我们的宇宙中)排斥。这一过程将使重元素散布至ghost宇宙的各个角落。