Modello cosmologico Janus: differenze tra le versioni
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Il '''modello cosmologico 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>.
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Il modello Janus si basa su una serie di principi teorici che derivano dalla fisica dei gruppi dinamici e dalla [[geometria simplettica]], sviluppati dal matematico francese [[Jean-Marie Souriau]]<ref>{{cita libro|cognome=Souriau|nome=Jean-Marie|titolo=Structure des systèmes dynamiques|editore=Dunod|anno=1970}}</ref>. Questi principi includono:
=== Interpretazione della
Secondo i lavori di Souriau, l'inversione della coordinata temporale ([[Simmetria temporale|simmetria T]]) comporta un'inversione dell'energia. Nel gruppo di Poincaré, l'operatore di inversione temporale applicato al movimento di una particella trasforma la sua energia da E a -E, portando all'inversione della sua massa<ref name="EPJC2024" />. Questo fornisce un'interpretazione fisica dell'idea di Sakharov: il secondo universo nel suo modello sarebbe costituito da particelle dotate sia di energia negativa che di massa negativa.
===
Il modello estende il concetto di [[simmetria CPT]] (Carica, Parità, Tempo) introducendo la possibilità di masse negative come controparte CPT-simmetrica delle masse positive. Mentre la simmetria C (coniugazione di carica) trasforma materia in antimateria mantenendo la massa positiva, la simmetria PT combinata (inversione di parità e tempo) inverte il segno della massa<ref name="EPJC2024" />.
=== Interpretazione geometrica della
Basandosi sul modello di Kaluza-Klein, il modello Janus interpreta la carica elettrica come una componente geometrica derivante da una quinta dimensione compattificata. Secondo il teorema di [[Emmy Noether|Noether]], questa simmetria aggiuntiva è associata alla conservazione della [[carica elettrica]]<ref>{{cita pubblicazione|cognome=de Saxcé|nome=G.|titolo=Which symmetry group for elementary particles with an electric charge today and in the past?|rivista=arXiv|anno=2024|doi=10.48550/arXiv.2403.14846}}</ref>.
=== Gruppo dinamico di Janus ===
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Lo spazio-tempo è considerato una varietà quadridimensionale dotata di due metriche: <math>g_{\mu\nu}</math> per descrivere il moto della materia a massa positiva e <math>\bar{g}_{\mu\nu}</math> per descrivere il moto della materia a massa negativa. Entrambe le metriche condividono le stesse coordinate <math>(x^0, x^1, x^2, x^3)</math> ma generano diverse geodetiche che determinano il moto delle due popolazioni di materia<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Petit|nome=Jean-Pierre|coautori=D'Agostini G|titolo=Lagrangian derivation of the two coupled field equations in the Janus cosmological model|rivista=Astrophysics and Space Science|volume=357|numero=3|anno=2015|doi=10.1007/s10509-015-2250-6}}</ref>.
===
L'azione del modello è formulata come:
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<math>A = \int_E \left[\frac{1}{2\chi}R + S_+ + S_- \right] \sqrt{|g|} , d^4x + \int_E \left[\frac{\kappa}{2\bar{\chi}}\bar{R} + \bar{S}+ + \bar{S}- \right] \sqrt{|\bar{g}|} , d^4x</math>
Applicando il principio di minima azione con <math>\kappa = -1</math> si ottengono le due [[Equazione di campo di Einstein|equazioni di campo]] accoppiate:
<math>R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}g_{\mu\nu}R = \chi\left(T_{\mu\nu} + \sqrt{\frac{|\bar{g}|}{|g|}}\bar{T}_{\mu\nu}\right)</math>
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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>{{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>.
==
La struttura [[Topologia|topologica]] del modello Janus rappresenta una caratteristica fondamentale che lo distingue dal modello cosmologico standard, proponendo una geometria dell'universo chiusa e priva di [[Singolarità gravitazionale|singolarità]]<ref name="EPJC2024" />.
=== Struttura a doppio rivestimento ===
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Il modello cosmologico Janus fornisce spiegazioni e previsioni per diversi fenomeni astronomici e cosmologici, alcune delle quali sono state confermate da recenti osservazioni<ref name="EPJC2024" />.
===
Una delle principali previsioni del modello Janus riguarda la distribuzione della materia [[Struttura a grande scala dell'universo|a grande scala]]:
* Formazione di una struttura lacunare con grandi vuoti cosmici
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== Voci correlate ==
* [[Modello standard della cosmologia]]▼
*[[Energia oscura]]
▲[[Modello standard della cosmologia]]
*[[Materia oscura]]
*[[
*[[Andreï Sakharov]]▼
*[[
*[[Asimmetria materia-antimateria]]▼
*[[Telescopio spaziale James Webb]]▼
{{Portale|astronomia|fisica}}
▲[[Andreï Sakharov]]
▲[[Asimmetria materia-antimateria]]
▲[[Telescopio spaziale James Webb]]
[[Categoria:Cosmologia]]
[[Categoria:Teoria della relatività]]
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