Cosmologie Gémellaire 7: Suite du développement de ce thème

Dans le papier : J.P.Petit and P.Midy : Matter-ghost matter astrophysics. 7 : Confinment of spheroidal galaxies by surounding ghost matter. [ Sur ce site: Geometrical Physics A, 10 , 1998.] , on a réexaminé cette question du théorème de Gauss, de l'effet d'écran et de l'équation de Poisson. On montre que lorsqu'on considère une distribution uniforme de matière, éventuellement illimitée, l'équation de Poisson n'existe plus, tout simplement parce qu'il devient impossible de définir un potentiel gravitationnel dans un tel milieu. En effet la loi de Newton et l'équation de Poisson dérivent du formalisme de la Relativité Générale uniquement lorsqu'on peut disposer d'une solution à l'ordre zéro stationnaire , qu'on peut ensuite perturber. Or cette solution ne peut exister lorsque l'univers est non-vide. On obtient alors en Relativité Générale les solutions de Friedmann, fondamentalement instationnaires....Le champ à l'intérieur d'une cavité ménagée dans une distribution uniforme s'obtient alors simplement. Une distribution de ghost matter (qui se comporte comme un ensemble de masses négatives, par rapport à notre propre matière) comportant un lacune sphérique est équivalente à la superposition du champ créé par une distribution uniforme (nul), plus celui créé par une sphère emplie de matière ordinaire, de densité constante :

...Le champ créé par la sphère pleine croît avec la distance au centre, puis décroît. Une lacune sphérique est donc "confinante". Même chose pour une cavité ellipsoïdale. Si la frontière est abrupte, le champ de confinement serait équivalent à celui créé par un ellipsoïde aplati, empli de matière ordinaire avec une densité uniforme.

...Mais la frontière ne peut être abrupte. La lacune dans la ghost matter est floue et cette variation de densité s'accompagne d'un gradient de pression. C'est ce même gradient de pression qui inciterait la ghost matter à emplir la cavité si la galaxie disparaissait. Dans le papier [Geometrical Physics A , 2], section 2, des calculs ont été effectués avec des distributions de matière et de ghost matter plus sophistiqués. La méthode de calcul, analytique, a également été indiquée. On notera qu'on retrouve alors une courbe de rotation très semblable à celles qui sont issues des observations. Voir : J.P.Petit and P.Midy : Repulsive dark matter.  [Sur ce site: Geometrical Physics A , 3, 1998. Figure 4. ]
...On a donc une théorie alternative à celle de la dark matter. Personnellement je pense qu'un modèle de galaxie, purement théorique, pourrait émerger de tout ceci, impliquant deux équations de Vlasov couplées, plus l'équation de Poisson. Voir, dans ce contexte : J.P.Petit : Twin Universe Cosmology : Astronomy and Space Science 226 : 273-307, 1995 and [ Sur ce site: Geometrical Physics A , 2, section 4. ]

DY = 4 p G ( r - r*) où (r* > 0) se réfère à la densité de ghost matter. Le signe moins vient de la structure de l'équation de champ.

Negative lensing effect.
...La "preuve irréfutable" de présence de matière sombre dans les galaxies, selon les astrophysiciens, se fonde sur les forts effets de lentille gravitationnels observés. Les galaxie produisent des images multiples, de même que les amas de galaxies. Comme d'habitude, quand quelque chose appartient réellement au bestiaire cosmique, après un ou deux cas, ce sont des dizaines, puis des centaines d'observations qui déboulent. Effectivement les clichés s'accumulent.
...Les forts effets constatés ne cadrent pas avec les masses estimées des galaxies ou des amas de galaxies. Il y a un fort "effet de masse manquante". Mais un environnement inhomogène de ghost matter conduirait à des résultats identiques. Dans notre feuillet d'univers la ghost matter produit un effet de lentille gravitationnelle négatif.

... Dans le modèle, et dans notre feuillet d'espace-temps, des conglomérats de ghost matter (ou "matière gémellaire), présents dans la portions "adjacente" F* de notre feuillet F, créent une "courbure induite" négative dans celui-ci. C'est ce qu'on a tenté d'évoquer, didactiquement, plus haut, en utilisant lemodèle d'un "négacône émoussé", dont la partie centrale est en selle de cheval (une surface à densioté de courbure, négative, constante). Si on considère la figure ci-dessus, on a suggéré la présence d'un conglomérat de matière gémellaire, ou ghost matter, par un pointillé. Celui-ci n'est pas optiquement observable à partir de notre espace-temps (puisque, géométriquement, les photons ne peuvent pas passer d'un feuillet à l'autre). Par contre, comme suggéré sur la figure, ces conglomérats produisent un effet de lentille gravitationnelle négatif (negative lensing effect).Les trajectoires les photons, dans le feuillet F, sont schématiquement représentées. Mais ces photons ne peuvent interagir avec les atomes de ghost matter qui constituent le conglomérat présent dans la portion adjacente du feuillet F (dont le pourtour est représenté en pointillé). Ces photons "traversent donc librement le conglomérat".
...Comme on l'a déjà signalé, c'est le gradient de densité qui produit l'effet. Une distribution homogène de matière ou de ghost matter ne devierait pas les rayons lumineux.
...Tout se passe, pour la matière ordinaire "comme si la matière attirait les photons" et pour la ghost matter" comme si elle repoussait les photons". Une cavité ménagée dans la ghost matter aurait dont un effet focalisant, comme évoqué ci-après :

...L'indication n'est que schématique, mais, rassurez-vous : personne ne sait calculer le trajet d'un rayon lumineux dans une distribution inhomogène de matière (ou de ghost matter).
...A cette effet focalisant viendrait s'ajouter l'effet dû à la présence de la galaxie. En négligeant la présence de cet environnement de ghost matter autour de l'objet on ne saurait rendre compte du phénomène avec la masse seule de la galaxie (ou de l'amas de galaxies).