Candidatures exotiques de la masse perdue

1988/02/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astrofisika

Dans le dernier numéro, nous avons fait référence à plusieurs fractions comme exemple de ces formes particulières de la matière. Mais si nous parlons de fractions, nous devons tenir compte de toutes les objections de la mécanique quantique, nous pouvons toujours obtenir une certaine expression. Les entités que nous allons essayer de décrire sont de nature totalement différente: nous avons des monopoles magnétiques. L'analyse de la génération de ces erreurs nous conduit, en outre, aux premiers temps du même Univers. On pense que les erreurs ont commencé à se former entre 10 et 35 secondes après l'explosion big-bang.

Pour commencer à travailler, nous devons définir un peu le concept de vide. En parlant de vide, nous ne devons pas imaginer de quoi que ce soit l'idéal. Dans le domaine quantique la description est assez compliquée parce que le principe d'incertitude de Heisenberg permet au vide d'avoir une structure propre. Selon une version de ce principe, dans l'étude d'un phénomène il n'est pas possible de déterminer avec précision le moment où il s'est produit et le bilan énergétique. Plus précisément, le produit de l'incertitude de la valeur du bilan énergétique par l'incertitude du moment ne peut être supérieur à la constante de Planck.

Si la durée du phénomène est très courte, l'incertitude énergétique est élevée. Par conséquent, considérant des périodes courtes, le vide mécano-quantique peut contenir l'énergie. Cette énergie, par exemple, peut former des couples d'anti-fraction. De plus, les théories fractionnaires actuelles prédisent l'existence des zones dites de Higgs. Ces champs se réfèrent au vide, c'est-à-dire qu'ils font partie de la structure du vide et selon leurs valeurs le vide peut adopter différentes situations d'énergie, comme le vide réel et le vide faux que nous utiliserons dans nos explications.

Pour bien comprendre ce que sont les erreurs topologiques, nous avons aussi besoin de quelques principes sur le chemin que les théories des fractions ont pris aujourd'hui. Les dernières mesures prises pour le développement de ces théories se sont concentrées sur le domaine des théories de conciliation. L'idée principale est que les trois forces qui étaient différentes (électromagnétique, interaction faible et interaction violente) se réunissent en une seule force ou interaction. Le mécanisme de consolidation est la relation obtenue par symétrie. C'est-à-dire, lorsque l'Univers est dans une phase symétrique, ces trois forces se rejoignent en une seule, et lorsque cette symétrie se brise, il y a des différences entre les trois.

Pour une meilleure compréhension, nous allons mettre un exemple de mécanique comme comparaison. Si dans le récipient cylindrique nous avons un likidium, la distribution des molécules nous semblera la même malgré la rotation du récipient. Ce liquide sera donc décrit par une loi symétrique. Mais si le liquide refroidit jusqu'à cristalliser, les atomes sont commandés par des axes cristallographiques et la symétrie est perdue.

On a quelque chose de semblable avec les théories de convergence des fractions : la rupture de la symétrie est due à la température et aux zones de Higgs. Alors que la température dépasse 10 27 K, les valeurs des deux champs de Higgs sont nulles (cela ne signifie pas qu'elles n'existent pas, mais la valeur d'équilibre des fluctuations quantiques est zéro) et nous sommes dans un état symétrique. En dessous de cette température critique, au moins une des zones de Higgs est non nulle et les forces sont séparées.

Si le changement de phase se produit de cette façon, il ne faudrait pas dire autre chose, mais les calculs des théories de consolidation dépendent de nombreux paramètres arbitraires et pour certaines de leurs valeurs logiques, une situation particulière est obtenue. La raison réside dans la différence entre la vitesse de refroidissement de la matière qui génèrent ces valeurs et les vitesses de transition entre les phases. Le premier serait beaucoup plus grand et donc la température chuterait beaucoup au-dessous de la limite 10 27 K, étant les valeurs des zones de Higgs encore nulles, c'est-à-dire sans casser la phase symétrique.

Ce phénomène est, en définitive, un de ces phénomènes de surchauffe connus. Par exemple, l'eau peut être refroidie jusqu'à -20ºC sans se solidifier, c'est-à-dire sans qu'une transition de la phase liquide au solide se produise. Dans les conditions que nous avons mentionnées, l'erreur entraînerait une situation très spéciale: ce que nous avons appelé faux. Cela est beaucoup plus énergique que le vide réel. Par conséquent, il a tendance à évoluer de sa situation à la réalité. Cela modifie la phase. Les erreurs topologiques ont surgi à la fin de ce processus et pendant le changement de phase l'Univers a subi une énorme expansion.

Comme indiqué au début, la transition de phase a commencé dans les 10 – 35” suivant la création de l’univers, avec une durée de 10 – 32” et une augmentation du diamètre de l’univers d’environ 10 50 fois.

Maintenant, voyons comment les erreurs ont été faites. Il ne faut pas dire que dans les différentes régions spatiales, la transition a eu lieu de différentes façons: En raison de la folie des fluctuations cauntiques qui ne feront pas zéro les valeurs des champs de Higgs, les valeurs qui prennent les champs de Higgs sont différentes dans les différentes régions et selon eux nous avons différentes phases de symétrie cassée.

En reprenant l'analogie de l'eau à geler, on pourrait dire que lorsque l'eau gèle forme un réseau cristallin, mais si la quantité d'eau est très grande, l'orientation des axes cristallographiques sera différente dans les différentes régions. De même, en passant de l'erreur fausse au vrai, des erreurs se produisent dans les limites des différentes zones. Pour le définir d'une certaine manière, les erreurs topologiques sont des zones qui conservent des formes énergétiques de vide. Selon leurs dimensions peuvent être des monopoles magnétiques ponctuels, des cordes unidimensionnelles et des parois à deux dimensions.

Quant au problème de la masse perdue, les deux premiers sont ceux qui nous intéressent. Les monopoles magnétiques sont des aimants à un seul pôle ou des êtres à charge magnétique. Les charges électriques que nous connaissons se comporteraient inversement, créant des champs magnétiques à l'arrêt et les champs électriques au début du mouvement. Quant à l'attraction qu'ils pouvaient avoir pour la matière obscure, nous devons savoir que leur masse est 10 16 fois plus grande que celle du proton, pas du tout très grande.

Les cordes sont des défauts unidimensionnels. Son diamètre serait de 10-30 cm. Quant à leur longueur, ils peuvent être infinis et ouverts ou en anneau. Quant à la masse sa densité serait énorme, 10 22 g/cm environ. D'autre part, une importance particulière est accordée aux cordes, car si elles existent, elles influenceraient beaucoup la distribution de masse dans les premiers temps de l'univers. L'analyse de ce point aiderait à résoudre un problème qui est discuté depuis longtemps. Quels ont été les premiers? Galaxies pour ensuite se réunir en amas et en superamas, ou en superamas pour ensuite les diviser en amas et en galaxies ?

Pour finir, nous dirons que les cordes cosmiques ne doivent pas être confondues avec les cordes et les cordes qui sont définies dans les théories supersymétriques des fractions. Ce sont une nouvelle façon de comprendre les fractions.