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
1446
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
1446
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
1446
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
18039
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
1446
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
1446
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
1446
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: Mikhail_K


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