2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней. На страницу 1, 2, 3, 4  След.
 
 Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 16:54 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Темная материя участвует в гравитационном взаимодействии и не участвует (или очень слабо участвует) в остальных видах взаимодействий.
Существует довольно много работ по ней. Меня заинтересовало наблюдение столкновений якобы двух облаков темной материи и газа, при котором газ испытал столкновение, а темная материя прошла дальше - и возник следующий вопрос:
Исходя из того, что темная материя очень плохо взаимодействует с барионным веществом и сама с собой, не очень понятно, как она может собираться в сгустки. Каждая частица темного вещества будет пролетать сквозь другие препятсвия и сохранять 'орбиту' - если быть точным, темное облако будет сохранять суммарную (кинетическую+потенциальную) энергию своих частиц. В такой ситуации облако никогда не сможет сжаться (после того, как оно стабилизировалось). Газ же сжимается, преобразуя кинетическую+потенциальную энергию в тепловую. Тем не менее, космологи утверждают, что в крупномасштабной структуре сначала собралась в сгустки темная материя, а потом туда потекло барионной вещество.

Получается, что либо облако темной материи все-таки теряет энергию (например, через гравитационное излучение - но это должно быть пренебрежимо ничтожным), либо под сбором в сгустки подразумевается динамика поведения темной материи исключительно в условиях расширяющейся вселенной? Ведь с одной стороны, собирание в сгустки в крупномасштабной структуре довольно условно - реально везде плотность темной материи падает: где-то сильнее, где-то слабее. С другой стороны, в рамках галактик вроде как существуют достаточно плотные сгустки темной материи, которым уже не важно расширение вселенной и они тоже продолжают уплотняться?.

В литературе озвучивается более или менее успешное моделирование данных процессов, значит модель этот вопрос как-то решает. Как?

Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 17:51 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
bondkim137 в сообщении #1077025 писал(а):
Исходя из того, что темная материя очень плохо взаимодействует с барионным веществом и сама с собой, не очень понятно, как она может собираться в сгустки. Каждая частица темного вещества будет пролетать сквозь другие препятсвия и сохранять 'орбиту' - если быть точным, темное облако будет сохранять суммарную (кинетическую+потенциальную) энергию своих частиц. В такой ситуации облако никогда не сможет сжаться (после того, как оно стабилизировалось). Газ же сжимается, преобразуя кинетическую+потенциальную энергию в тепловую. Тем не менее, космологи утверждают, что в крупномасштабной структуре сначала собралась в сгустки темная материя, а потом туда потекло барионной вещество.
Все правильно, только Вы накладываете слишком сильное ограничение на обсуждаемый процесс. Если есть некоторое облако, то с его сжатием действительно будут проблемы. Однако часть облака может сжаться, если оставшаяся его часть улетит и унесет часть энергии. Фактически произойдет нечто, весьма сильно напоминающее процесс испарения - сравнительно высокоэнергетичная часть вещества покидает систему, а более "холодная" - остается. Гравитационного взаимодействия для этого вполне достаточно.

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение26.11.2015, 17:51 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
 i  Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Астрономия»
Причина переноса: тематика.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 18:10 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Pphantom в сообщении #1077029 писал(а):
Однако часть облака может сжаться, если оставшаяся его часть улетит и унесет часть энергии. Фактически произойдет нечто, весьма сильно напоминающее процесс испарения - сравнительно высокоэнергетичная часть вещества покидает систему, а более "холодная" - остается. Гравитационного взаимодействия для этого вполне достаточно.

Что бы облаку испаряться, нужно что б плотность вокруг облака была меньше, чем в самом облаке. При этом, плотность в 'межоблачном' пространстве будет расти за счет уменьшения массы облака. В итоге, облако должно испариться полностью - и сгустки изчезнут (рассосутся). тогда непонятно, с чего им было сначала образовываться перед тем, как испариться. Без расширяющейся вселенной, которая будет дарить малоплотное межоблачное пр-во, такая модель никак не выходит.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 18:21 
Аватара пользователя


29/03/12
2427
Нигредо
bondkim137 в сообщении #1077025 писал(а):
облако темной материи все-таки теряет энергию (например, через гравитационное излучение)

Оно ж просто облако, зачем ему излучать? Частицы летают себе с определённой энергией(попробуй отними), снуют туда-сюда. Я тучка, тучка...

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 18:29 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Xugin в сообщении #1077037 писал(а):
зачем ему излучать?

что бы сжаться

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 18:32 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
bondkim137 в сообщении #1077033 писал(а):
Что бы облаку испаряться, нужно что б плотность вокруг облака была меньше, чем в самом облаке. При этом, плотность в 'межоблачном' пространстве будет расти за счет уменьшения массы облака. В итоге, облако должно испариться полностью - и сгустки изчезнут (рассосутся). тогда непонятно, с чего им было сначала образовываться перед тем, как испариться.
Они не обязательно образовывались из первоначально однородного распределения (его, кстати, объяснить, пожалуй, куда сложнее, чем наличие флуктуаций плотности). Насчет полного испарения - а какое время займет этот процесс? :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 18:38 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17973
Москва
bondkim137 в сообщении #1077033 писал(а):
При этом, плотность в 'межоблачном' пространстве будет расти за счет уменьшения массы облака. В итоге, облако должно испариться полностью
У Вас есть математическое доказательство?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 19:04 
Аватара пользователя


29/03/12
2427
Нигредо
Интересно, а откель у частиц такая как есть энергия, если они не излучают и не поглощают и взаимодействуют лишь гравитационно. Что задало начальный пинок? Это реликтовые характеристики?
Если в это облако впихнуть массивный объект, как это отразится на форме облака?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 19:28 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Pphantom в сообщении #1077040 писал(а):
Насчет полного испарения - а какое время займет этот процесс? :wink:

не стоит цепляться )
смущение у меня вызывает не тот факт, что испарение будет полным. не суть, полное оно или частичное.
смущает меня - зачем в стационарной (нерасширяющейся) вселенной облакам нужно собираться, что бы затем испаряться? и какое финальное состояние будет - относительно разряженное пр-во и относительно плотные облака-сгустки или однородный 'газ' или схлопнутся в итоге эти сгустки в черные дыры?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 19:33 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
bondkim137 в сообщении #1077057 писал(а):
смущение у меня вызывает не тот факт, что испарение будет полным. не суть, полное оно или частичное.
смущает меня - зачем в стационарной (нерасширяющейся) вселенной облакам нужно собираться, что бы затем испаряться?
Так Вы слово "собираться" используете, вообще говоря, в двух разных смыслах, которые не стыкуются. :D
bondkim137 в сообщении #1077057 писал(а):
и какое финальное состояние будет - относительно разряженное пр-во и относительно плотные облака-сгустки или однородный 'газ' или схлопнутся в итоге эти сгустки в черные дыры?
А вот это сильно зависит от того, как скрытая масса участвует в прочих взаимодействиях, кроме гравитационного.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 19:39 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Xugin в сообщении #1077051 писал(а):
Что задало начальный пинок? Это реликтовые характеристики?

инфляция вероятно

Xugin в сообщении #1077051 писал(а):
Если в это облако впихнуть массивный объект, как это отразится на форме облака?

облако захочет стать атмосферой этого массивного объекта. с поправкой на то, что займет и объем, занимаемым самим массивным объектом я так полагаю

-- 26.11.2015, 19:42 --

Pphantom в сообщении #1077059 писал(а):
А вот это сильно зависит от того, как скрытая масса участвует в прочих взаимодействиях, кроме гравитационного.

если рассмотреть случай с точечными частицами, участвующими только гравитационно?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 19:46 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
bondkim137 в сообщении #1077062 писал(а):
если рассмотреть случай с точечными частицами, участвующими только гравитационно?
А непонятно, как это назвать. :D Система из точек превратится в набор в основном одиночных и двойных точек, можно ли второе считать "сгустками" - неясно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 19:57 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Pphantom в сообщении #1077065 писал(а):
А непонятно, как это назвать. :D Система из точек превратится в набор в основном одиночных и двойных точек, можно ли второе считать "сгустками" - неясно.

Вот. Но ведь оно изначально было примерно такой же системой. Зачем ему было коллапсировать, что б потом испариться и снова равномерно распределиться по вселенной?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему темная материя собирается в сгустки?
Сообщение26.11.2015, 20:34 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
bondkim137 в сообщении #1077070 писал(а):
Вот. Но ведь оно изначально было примерно такой же системой. Зачем ему было коллапсировать, что б потом испариться и равномерно распределиться по вселенной?
Не совсем. Собственно, если использовать модель с точками, можно посмотреть на такой процесс.

В начальный момент есть более-менее однородное распределение точек с небольшими случайными скоростями. При эволюции система сожмется, случится много тесных сближений, после чего все в целом разлетится обратно, однако часть точек приобретет большие скорости, а часть - образует связанные системы (двойные и иногда кратные). Результат похож на исходное состояние, но все же не совпадает с ним идеально точно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 51 ]  На страницу 1, 2, 3, 4  След.

Модераторы: photon, whiterussian, Jnrty, Aer, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group