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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* 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>{{cita pubblicazione|cognomename=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}}<"ReferenceA"/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>{{cita pubblicazione|cognomename=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}}<"ReferenceC"/ref>

=== Formazione precoce di stelle e galassie ===

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=== Evoluzione storica del modello ===

'''1977-1995''': Primeprime pubblicazioni sui concetti di universi gemelli e masse negative<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Petit|nome=Jean-Pierre|titolo=Univers énantiomorphes à flèches de temps opposées|rivista=Comptes rendus de l'Académie des Sciences de Paris|volume=282|pagine=1413|anno=1977}}</ref>

'''1994-2000''': Svilupposviluppo del modello bimetrico e prime simulazioni numeriche<ref>{{cita pubblicazione|cognomename=Petit|nome=Jean-Pierre|titolo=Twin universes cosmology|rivista=Astrophysics and Space Science|volume=226|pagine=273-307|anno=1995|doi=10.1007"ReferenceD"/BF00627375}}</ref>

'''2014-2015''': Formalizzazioneformalizzazione matematica completa del modello<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Petit|nome=Jean-Pierre|coautori=D'Agostini G|titolo=Cosmological Bimetric Model with Interacting Positive and Negative Masses and Two Different Speeds of Light, in Agreement with the Observed Acceleration of the Universe|rivista=Modern Physics Letters A|volume=29|numero=34|anno=2014|doi=10.1142/S0217732314500825}}</ref>

'''2018-2019''': Confrontoconfronto con dati osservativi e risposte alle critiche<ref>{{cita pubblicazione|cognomename=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"ReferenceC"/s10509-018-3365-3}}</ref>

'''2024''': Pubblicazionepubblicazione della versione più completa e aggiornata nell'European Physical Journal C<ref name="EPJC2024" />

'''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 10^¹⁰ e 10^¹¹ masse solari, difficilmente spiegabili nel contesto del modello ΛCDM<ref>{{cita pubblicazione|cognomename=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"ReferenceB"/s41586-023-05786-2}}</ref>

=== Prospettive future ===

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*[[Asimmetria materia-antimateria]]

*[[Telescopio spaziale James Webb]]

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