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 Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 4, 5, 6, 7, 8  След.
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение03.09.2014, 20:57 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
dvb в сообщении #903428 писал(а):
У меня вопрос по ходу обсуждения. Как вообще выглядит ТМ с позиций термодинамики? Как ни крути, а это какой-то газ. Пусть в области галактики имеется его скопление. Поскольку гравитационное взаимодействие имеется, а времени было достаточно, он должен придти "в среднем по палате" в тепловое равновесие с окружением и что-то излучать.

Штука в том, что DM как раз излучать не может, и поэтому не приходит в тепловое равновесие с окружением. Из-за этого она собирается в облака, которые дальше не сжимаются, потому что не теряют энергию.

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение03.09.2014, 21:07 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Munin в сообщении #903174 писал(а):
А остальные словеса, скажем, про звёздообразование, диск, спиральный узор - остаются в силе.
Остаются, но и эти вещи (например, особенности звездообразования) тоже можно объяснить подходящими добавками скрытой массы. Так что было бы неплохо как-то ограничить круг возможных эффектов, но для этого попросту не хватает данных.

dvb в сообщении #903428 писал(а):
Поскольку гравитационное взаимодействие имеется, а времени было достаточно, он должен придти "в среднем по палате" в тепловое равновесие с окружением и что-то излучать.
Это если он может излучать что-то, кроме гравитационных волн (регистрировать которые мы пока толком не умеем). Если скрытая масса не участвует в электромагнитном взаимодействии, то откуда возьмется ее электромагнитные излучение? Соответственно, и с тепловым равновесием могут быть проблемы (время релаксации будет гигантским).

Konstantin! в сообщении #903430 писал(а):
Pphantom, а что-бы вы нафантазировали на тему этого левого вопроса? Пожалуйста.
Нет, извините, не буду. Не вижу смысла.

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение03.09.2014, 21:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Pphantom в сообщении #903513 писал(а):
Остаются, но и эти вещи (например, особенности звездообразования) тоже можно объяснить подходящими добавками скрытой массы.

Ну, это уже выглядит притягиванием за уши. "Раз у нас есть неведомая сущность, то всё непонятное можно на неё свалить."

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение03.09.2014, 23:19 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Munin в сообщении #903520 писал(а):
Ну, это уже выглядит притягиванием за уши. "Раз у нас есть неведомая сущность, то всё непонятное можно на неё свалить."

Да, конечно, но граница между необходимостью и притягиванием за уши формализуется очень плохо, и это немного раздражает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение03.09.2014, 23:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407

(Оффтоп)

Pphantom
Скажите, а у вас туманности меняются на аватарке, или это мне приглючилось?

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение04.09.2014, 00:37 
Аватара пользователя


25/06/14
686
Miami FL
Munin в сообщении #902926 писал(а):
И есть такие же аналогичные "динамические гало" у групп и скоплений галактик, вплоть до масштаба сверхскоплений.

В целом, похоже, что кластеризация DM устроена так же иерархически, как и кластеризация галактик.

Рассмотрим плотное скопление галлактик. Плотное не в смысле большого количества галлактик, а в смысле минимального растояния между галлактиками. Как выглядит гало для такого скопления? Имеет ли гало всего одно большое общее "донышко" потенциальной энергии или все таки каждое гало имеет свое небольшое донышко?

-- 04.09.2014, 01:48 --

Munin в сообщении #902926 писал(а):
Как возникают галактики - вопрос сильно нерешённый.
...
Таким образом, "раньше" возникает тёмное гало, за счёт чего-то типа джинсовской неустойчивости в первично равномерной DM, заполняющей Вселенную, а потом уже газ и звёзды "обрисовывают" и "высвечивают" получившиеся облака DM.
...
- всё, что касается галактик, дело будущего.
- теории возникновения звёзд всё ещё нет: были попытки построения, - с возникновением планетных систем и полный бардак.
- теория эволюции галактик находится в зачаточном состоянии. Здесь не ясно вообще ничего.
- Как газ собирается и почему? Как начинается возникновение звёзд?

1. У Зельдовича есть несколько глав о неустойчивостях однородного распределения вещества. Не устарели ли эти результаты? Применимы ли они не только к обычной материи, но и к темной?
2. У Горбунова-Рубакова тоже кое что есть о неустойчивости. Насколько это закончено и неоспоримо.
3. Имеется ли списон нерешенных проблем в космологии наподибие того, что когда-то Гинзбург составлял для всей физики?
4. Насколько завершена теория неустойчивостей для однородного распределения в космологии?

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение04.09.2014, 08:56 


21/08/13

784
Munin: я сейчас не чтобы спорить, а чтобы уточнить: темная материя и темная энергия - это уже на уровне конкретной теории или это пока лишь гипотеза?

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение04.09.2014, 11:32 
Аватара пользователя


14/11/12
1338
Россия, Нижний Новгород
dvb в сообщении #903428 писал(а):
У меня вопрос по ходу обсуждения. Как вообще выглядит ТМ с позиций термодинамики? Как ни крути, а это какой-то газ.
Не факт, что газ. Это может быть поле. Солитон размером с галактику.

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение04.09.2014, 14:25 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
ratay в сообщении #903660 писал(а):
Munin: я сейчас не чтобы спорить, а чтобы уточнить: темная материя и темная энергия - это уже на уровне конкретной теории или это пока лишь гипотеза?

Это не противоположные случаи, вам надо понимать, что:
- По степени подтверждённости утверждение проходит стадии:
    (0. Не имеет отношения к реальности, например, toy model.)
    1. Гипотеза - может иметь место в реальности, но это ещё не проверено.
    2. Подтверждённый факт - проверено, результаты проверки положительные.
- По степени проработанности идут другие стадии:
    1. Идея - отдельная логическая связь.
    2. Рассуждение - цепочка логических связей.
    3. Теория - сеть логических связей, позволяющая выбирать цепочки между любыми заданными точками.
И эти градации идут независимо, "перпендикулярно". Правда, слова эти не обязательные, и применяются часто неформально и неточно, но общий смысл таков. Слово "теория" не означает доказанность, а означает проработанность концепции. Слово "гипотеза" не означает непроработанность, а означает недоказанность.

Так вот, (космологическая) тёмная материя, и тёмная энергия - это и гипотезы, и теории. Гипотезы они - потому, что до сих пор не закрыты окончательно с уверенностью альтернативные варианты. Теории они - потому, что подразумевают достаточно чёткую интерпретацию (хотя и не очень глубокую, недетальную), позволяют вести расчёты. Мэйнстрим - основные умонастроения в рядах учёных - склоняется не к тому, чтобы искать и разрабатывать альтернативные гипотезы, а к тому, чтобы углублять и детализировать именно эти гипотезы. Хотя это ещё мало о чём говорит, мэйнстрим может быть неправ (хотя он чаще прав, чем неправ).

-- 04.09.2014 15:26:46 --

SergeyGubanov в сообщении #903692 писал(а):
Не факт, что газ. Это может быть поле. Солитон размером с галактику.

Может быть, но для него труднее уравнение состояния CDM оправдать.

-- 04.09.2014 16:15:14 --

Prikol в сообщении #903611 писал(а):
Рассмотрим плотное скопление галлактик. Плотное не в смысле большого количества галлактик, а в смысле минимального растояния между галлактиками. Как выглядит гало для такого скопления? Имеет ли гало всего одно большое общее "донышко" потенциальной энергии или все таки каждое гало имеет свое небольшое донышко?

Ох, вы спрашиваете детали, которые:
- требуют от меня быть специалистом именно по DM;
- требуют, чтобы были уже в наличии такие наблюдения, на нужном уровне точности.
Первое не выполнено, второе - боюсь, тоже. Повторяю, DM видна ("видна") по гравитационному линзированию довольно грубо. Если плотное скопление галактик - то скорей всего, наблюдение DM в нём будет недостаточно детально по чувствительности и угловому разрешению, чтобы различить предложенные вами случаи.

Хотя несомненно, вопрос интересный, и видимо, в эту сторону будут направлены наблюдательные усилия в ближайшие годы.

Prikol в сообщении #903611 писал(а):
1. У Зельдовича есть несколько глав о неустойчивостях однородного распределения вещества. Не устарели ли эти результаты? Применимы ли они не только к обычной материи, но и к темной?

Вы про раздел 3 "Гравитационная неустойчивость в космологии и образование галактик". В общем, там не результаты, а рассуждения. Дело в том, что на времена Зельдовича как раз эти рассуждения с наблюдениями стыковались плохо - в том числе, из-за того, что не были введены понятия DM и DE, не было введено теории инфляции (которая подарила космологам спектр начальных возмущений), не было на практике измерено возмущений реликта, да и наблюдения красных смещений ещё только начинались (CfA только начался в 1977, а результаты дал только к 1982.).

В общем, там очень долго можно детально разгребать, что устарело, а что не устарело. Многие теоретические мысли "из общих принципов" остались, но они не привязаны к наблюдениям. Попытки привязки к наблюдениям - устарели. Проще почитать это всё по современным книгам, Горбунов-Рубаков и свежий Вайнберг.

Зельдович в качестве всеобуча хорош своими разделами 1, 2. А разделы 3-5 более гипотетические и значительно потеряли акутальность.

Рад, что вы на самом деле открыли книги.

Prikol в сообщении #903611 писал(а):
2. У Горбунова-Рубакова тоже кое что есть о неустойчивости. Насколько это закончено и неоспоримо.

Это как раз сейчас активное поле исследований (начавшихся в конце 90-х - начале 00-х). Горбунов-Рубаков дают какое-то текущее состояние, но никаких гарантий, что так всё и останется, скажем, к 2030 году, нет. Хотя понятно уже больше, чем во времена Зельдовича. Есть, наконец, наблюдения, и с ними можно работать.

Prikol в сообщении #903611 писал(а):
3. Имеется ли списон нерешенных проблем в космологии наподибие того, что когда-то Гинзбург составлял для всей физики?

Где-то я что-то такое видел, но не помню. В общем, для составления такого нужен ум масштаба Гинзбурга :-) (Рубаков, что ли?)
В общем, можно перебирать по пальцам основные frontiers космологии, и по ним - перечислять проблемы. Frontiers таковы:
- "что было раньше?" - теория инфляции (или её альтернативы);
- "чего мы не видим?" - DM и DE;
- детальное понимание "чего мы видим" - формирование структур и вообще сами структуры.
Некоторые вопросы висят без бурного обсуждения, потому что завязаны на смежные отрасли:
- для понимания начальных стадий горячей Вселенной, в т. ч. бариогенеза, нужны теории от ФЭЧ и ускорительные эксперименты;
- для обсуждения гравитационных волн, нейтрино, частиц DM - нужны наблюдательные результаты;
- для обсуждения возникновения галактик - нужна астрофизика галактик, чёрных дыр, симуляции.

Вообще, надо Pphantom спросить, он может такой список буквально под рукой иметь.

Prikol в сообщении #903611 писал(а):
4. Насколько завершена теория неустойчивостей для однородного распределения в космологии?

Смотря, что под этим понимать. Если рассуждения на уровне Джинса - то всё просто: берём ОТО, космологическое решение ОТО в качестве фона, и закладываем модельное уравнение состояния. Например, пыль (холодный газ), излучение (горячий газ, где "горячий" означает ультрарелятивистские температуры $k_\mathrm{B}T\gg mc^2$), можно какое-нибудь поле, хотя это уже экзотическая идея. Получаем оценки на уровне Джинса же: такие-то неоднородности растут, а такие-то нет.

Реально задача ставится для набора разных компонент, каким-то образом между собой взаимодействующих, и ещё хорошо бы это привязать к наблюдениям. Это всё далеко от завершения, и это как раз область бурных исследований в настоящий момент (в последние полтора десятилетия).

Кстати, эта задача близка к астрофизической задаче возникновения звёзд (и м. б. беззвёздных чёрных дыр).

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение04.09.2014, 22:41 
Аватара пользователя


25/06/14
686
Miami FL
Munin в сообщении #903756 писал(а):
Это всё далеко от завершения, и это как раз область бурных исследований в настоящий момент...

Можно ли в первом приближении картину развития структур из первоначально однородного распределения представить таким образом.

Часть А.
1. Флуктуации плотности есть с самого начала, но при высокой энергии/температуре эти флуктуации исчезают сами собой.
2. При достаточно низкой энергии/температуре эти флуктуации уже могут усиливаться вследствие неустойчивости. Устойчивость - это просто декремент-инкремент затухания-нарастания флуктуаций.
3. В зависимости от спектра флуктуаций (спектр пространственный) и спектральной зависимости декремента-инкремента первыми начинают нарастать либо малые, либо большие флуктуации.
4. Затем либо малые слипаются в большие стркутуры, либо большие дробятся на малые.
5. Главный результат - возникновение гравитационно связанных кластеров. При этом главная проблема - скинуть куда-нибудь излишек энергии, иначе кластер разлетается.
6. Главный механизм - появление излишка массы на которую далее "налипают" новые порции материи.

Часть Б
1. В гравитационно связанных кластерах начинают формироваться всякие картинки (patterns), рукава галлактик, ядра и т.д.

Что надо выкинуть, добавить, изменить, уточнить?

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение05.09.2014, 00:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Prikol в сообщении #903998 писал(а):
1. Флуктуации плотности есть с самого начала, но при высокой энергии/температуре эти флуктуации исчезают сами собой.

Хм. А с чего им исчезать?

Вот представьте себе предел Джинса. Выше этого предела (который на энергию/температуру завязан не то чтобы прямо, но увязать можно) флуктуации развиваются. А ниже этого предела - просто есть обычная газодинамика. В ней волны ходят сквозь друг друга по принципу суперпозиции. Хм-м-м, ну может быть, затухают от вязкости. Но эта вязкость - её ещё найти надо, она тоже далеко не всегда существенна.

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
3. В зависимости от спектра флуктуаций (спектр пространственный) и спектральной зависимости декремента-инкремента первыми начинают нарастать либо малые, либо большие флуктуации.

Ну вы "неустойчивость Джинса"-то почитайте, хоть в Физической Энциклопедии, хоть в Википедии. Просто для начала разговора.

Большие (по пространственному масштабу).

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
4. Затем либо малые слипаются в большие стркутуры, либо большие дробятся на малые.

Это требует очень сильной нелинейности, чтобы перекачивать энергию из одних гармоник в другие.

В основном, как я понимаю, происходит такой процесс: джинсовский предел смещается (за счёт общего расширения и охлаждения, и начинают расти те флуктуации, которые раньше не росли. Впрочем, я щас прикинул и засомневался...

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
5. Главный результат - возникновение гравитационно связанных кластеров.

Не так просто. Возникает иерархия неоднородностей: большие состоят из маленьких. Чем больше пространственный машстаб неоднородности, тем меньше соответствующая вариация плотности. В целом, на некотором диапазоне масштабов, это можно даже описать как фрактальную самоподобную структуру. Сверху этот диапазон ограничен "крупномасштабной пеной", снизу - масштабами одной галактики, которые почему-то выделены. Внутри галактики тоже есть неоднородности, но другие: рукава, звёздные скопления, ещё под дюжину названий.

В целом, галактика выделена тем, что в ней плотность газа достаточно велика, чтобы происходило звёздообразование. Между галактиками газ на порядки разреженнее, и звёздообразования нет. Структруры внутри галактики возникают из газа и пыли, и движутся с вязким трением об галактический газ (и об магнитное поле). Раздельные галактики движутся относительно друг друга под действием только тяготения, газа недостаточно, чтобы оказывать существенное трение. Ну, это на пальцах, по памяти, и я могу где-то соврать.

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
При этом главная проблема - скинуть куда-нибудь излишек энергии, иначе кластер разлетается.

На достаточно больших размерах и начальных стадиях коллапса это не проблема. Вот в теории звёздообразования это проблема, потому что в итоге шар газа должен сжаться на много порядков и засветиться, а он не хочет. Тут действительно надо сбрасывать энергию.

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
6. Главный механизм - появление излишка массы на которую далее "налипают" новые порции материи.

Вот тут, вроде бы, играет роль DM. То есть, за счёт обычного роста флуктуаций возникают концентрации DM, а на них "налипает" обычная материя.

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
Часть Б
1. В гравитационно связанных кластерах начинают формироваться всякие картинки (patterns), рукава галлактик, ядра и т.д.

Если б понимать ещё, как они возникают.

Prikol в сообщении #903998 писал(а):
Что надо выкинуть, добавить, изменить, уточнить?

Это уже надо обращаться к очень конкретным космологам, или для начала к очень конкретным учебникам космологии.

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение05.09.2014, 22:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
2086
Минск, Беларусь
А каковы ограничения на вклад в гало холодных звёзд и планетоподобных тел?

Prikol, пожалуйста, пишите слово "галактика" с одной "л".

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение05.09.2014, 22:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Droog_Andrey в сообщении #904345 писал(а):
А каковы ограничения на вклад в гало холодных звёзд и планетоподобных тел?

Это надо гуглить по слову MACHO (MACHOs). С одной стороны, их пытаются рассчитать теоретически (но это трудно, потому что теория образования планет и теория образования звёзд именно в маломассивном хвосте очень хромают). С другой стороны, их пытаются отловить и оценить по событиям микролинзирования.

    Микролинзирование (разновидность гравитационного линзирования) - это вот что. Обычно гравитационная линза собирает разные лучи в одну точку, грубо говоря, схоже с оптической линзой. И если мы окажемся в фокусе этой линзы, то увидим изображение более ярким, чем оно было бы без линзы. Оказаться в фокусе трудно - для этого надо находиться очень далеко от линзы, так что само линзирующее тело и не видать, но оказывается, как раз это событие, когда мы случайно оказываемся в фокусе такого "невидимого тела", - позволяет его заметить, даже когда само оно никак не видно. Другой аспект состоит в том, что усиливает такая линза очень маленький участок неба, буквально какой-нибудь точечный фоновый источник. И в-третьих, делает это не постоянно, а вспышкой, потому что гравитационная линза только случайно оказывается на одном луче между нами и фоновым источником, свободно двигаясь в пространстве, и потом опять уходит с этого луча. Такие вспышки в астрономии называются транзиентными событиями, за ними удобнее всего следить в автоматическом режиме, что тоже началось с 90-х - 00-х годов. И вот оказывается, такие микролинзирования действительно происходят, и их можно заметить, и отличить от других вспышек - у них очень характерный профиль по времени.

И вот по микролинзированию получается, что таких тел недостаточно, чтобы оправдать всю скрытую массу, которая нужна даже для галактик.

Правда, может быть, здесь тоже есть наблюдательная селекция, потому что метод микролинзирования ограничен, в общем-то, нашей Галактикой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение07.09.2014, 08:46 
Аватара пользователя


04/06/14
80
Из цикла "Посмертное воздаяние за прижизненные грехи"

Изображение
Смерть космолога бОЛЬШОГО вЗРЫВА от тёмной сущности (тёмной материи-энергии)

 Профиль  
                  
 
 Re: Размер вселенной
Сообщение07.09.2014, 10:06 
Аватара пользователя


11/06/12
10390
стихия.вздох.мюсли
Вы это к чему? Это фрагмент «Сада земных наслаждений» Босха.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 107 ]  На страницу Пред.  1 ... 4, 5, 6, 7, 8  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