Modello cosmologico Janus: differenze tra le versioni
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Il '''modello cosmologico [[Giano|Janus]]''' è una teoria cosmologica alternativa sviluppata inizialmente dal fisico francese [[Jean-Pierre Petit]] basandosi sulle idee pioneristiche di [[Andreï Sakharov]]<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Sakharov|nome=Andreï|titolo=Violation of CP invariance, C asymmetry, and baryon asymmetry of the universe|rivista=ZhETF Pisma Redaktsiiu|volume=5|anno=1967|pagine=32}}</ref>. Il modello propone una struttura dell'universo costituita da due settori interagenti attraverso la gravitazione, uno contenente materia a massa positiva (il nostro universo osservabile) e l'altro contenente materia a massa negativa (non direttamente osservabile)<ref name="EPJC2024">{{cita pubblicazione|cognome=Petit|nome=Jean-Pierre|coautori=Margnat F, Zejli H|titolo=A bimetric cosmological model based on Andreï Sakharov's twin universe approach|rivista=European Physical Journal C|volume=84|numero=1226|anno=2024|doi=10.1140/epjc/s10052-024-13569-w}}</ref>.
Questa teoria è stata sviluppata come risposta a diverse anomalie osservative e problemi teorici non risolti nel modello cosmologico standard (ΛCDM), tra cui:
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* Il problema dell'[[orizzonte cosmologico]]
* La natura delle singolarità nei [[Buco nero|buchi neri]]
* La [[struttura a grande scala dell'universo]] a "bolle di sapone"<ref name="ReferenceA">{{cita pubblicazione|cognome=Hoffman|nome=Y.|coautori=Pomarède D, Tully RB, Courtois HM|titolo=The dipole repeller|rivista=Nature Astronomy|volume=1|numero=0036|anno=2017|doi=10.1038/s41550-016-0036}}</ref>
Il modello ha recentemente acquisito nuovo interesse a seguito delle osservazioni del [[Telescopio spaziale James Webb]], che hanno rivelato galassie primordiali troppo massive e strutturate per essere spiegate dal modello standard<ref name="ReferenceB">{{cita pubblicazione|cognome=Labbé|nome=I.|coautori=et al.|titolo=A population of red candidate massive galaxies ~600 Myr after the Big Bang|rivista=Nature|volume=616|anno=2023|pagine=266-269|doi=10.1038/s41586-023-05786-2}}</ref>.
== Principi teorici fondamentali ==
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<math>\rho c^2 a^3 + \bar{\rho}\bar{c}^2\bar{a}^3 = E = \text{costante}</math>
Dove <math>\rho</math> e <math>\bar{\rho}</math> sono le densità di energia delle due popolazioni, <math>a</math> e <math>\bar{a}</math> sono i loro rispettivi fattori di scala. Questa relazione suggerisce che l'espansione accelerata dell'universo osservata è dovuta a un'energia totale <math>E</math> negativa<ref name="ReferenceC">{{cita pubblicazione|cognome=D'Agostini|nome=G.|coautori=Petit J-P|titolo=Constraints on Janus cosmological model from recent observations of supernovae type Ia|rivista=Astrophysics and Space Science|volume=363|numero=7|anno=2018|doi=10.1007/s10509-018-3365-3}}</ref>.
== Topologia del modello ==
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=== Conseguenze fisiche ===
▲* Questa struttura topologica ha importanti implicazioni:
* Fornisce una base geometrica per l'inversione della massa
* Spiega naturalmente l'esistenza dei due settori dell'universo
* Elimina il problema delle singolarità iniziale e finale
* Permette una transizione regolare tra masse positive e negative<ref name="EPJC2024" /> == Previsioni e osservazioni ==
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* Conglomerati di massa negativa al centro di questi vuoti
* Filamenti e "muri" di galassie alle interfacce tra questi vuoti
* Ammassi di galassie ai nodi di questa struttura<ref name="ReferenceD">{{cita pubblicazione|cognome=Petit|nome=Jean-Pierre|titolo=Twin universes cosmology|rivista=Astrophysics and Space Science|volume=226|pagine=273-307|anno=1995|doi=10.1007/BF00627375}}</ref>
Questa previsione è stata confermata dalla mappatura a grande scala dell'universo realizzata da Hoffman, Pomarède, Tully e Courtois nel 2017, che ha rivelato la presenza di grandi vuoti cosmici, come il "dipolo repulsore"<ref
=== Accelerazione dell'espansione cosmica ===
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* L'energia totale dell'universo è negativa, come espresso dalla relazione di conservazione generalizzata
Questa interpretazione è stata confrontata con successo con le osservazioni delle supernovae di tipo Ia<ref
=== Formazione precoce di stelle e galassie ===
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* Il processo permette la formazione di galassie completamente sviluppate nei primi centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang<ref name="EPJC2024" />
Questa previsione è stata confermata dalle recenti osservazioni del [[telescopio spaziale James Webb]], che ha rivelato galassie mature e strutturate a redshift molto elevati (z>7).<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Ferreira|nome=L.|coautori=et al.|titolo=Panic! at the disks: first rest-frame optical observations of galaxy structure at z>3 with JWST in the SMACS 0723 field|rivista=Astrophysical Journal Letters|volume=938|numero=L2|anno=2022|doi=10.3847/2041-8213/ac947c}}</ref>
=== Effetto di lente gravitazionale negativa ===
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=== Asimmetria materia-antimateria ===
'''Modello ΛCDM''':
'''Modello Janus''':
▲'''Modello Janus''': Riprendendo l'idea di [[Andrej Dmitrievič Sacharov|Sakharov]], propone che l'antimateria con massa negativa esista nell'altro settore dell'universo, ripristinando una simmetria globale.<ref name="EPJC2024" />
=== Singolarità e problemi risolti ===
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=== Evoluzione storica del modello ===
'''1977-1995''':
'''1994-2000''':
'''2014-2015''':
'''2018-2019''':
'''2024''':
▲'''2024''': Pubblicazione della versione più completa e aggiornata nell'European Physical Journal C<ref name="EPJC2024" />
=== Confronto con le osservazioni del telescopio James Webb ===
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* Identificazione di galassie completamente formate a redshift z>7 (meno di 700 milioni di anni dopo il Big Bang)
* Galassie con stelle già vecchie e strutture spirali barrate a redshift elevati
* Masse stellari tra 10
=== Prospettive future ===
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*[[Asimmetria materia-antimateria]]
*[[Telescopio spaziale James Webb]]
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