Моделирование материи жидкостями в космологии

[Ascold]

Интересует такой вопрос - если в космологической модели есть сразу две жидкости, пылевидная $(p=0)$, моделирующая вещество, и ультрарелятивистская $(p=\rho/3)$, моделирующая излучение, то могут ли они в одной и той же СО иметь одну и ту же скорость? Мне кажется, что нет, поскольку если пыль разогнать до больших скоростей, то её давлением пренебречь будет уже нельзя. С другой стороны, не уверен, что правильно интерпретирую скорость ультрарелятивистской жидкости: обязана ли она быть большой - ведь уравнение состояния $p=\rho/3$ касается скоростей внутренних движений частиц жидкости, а не её движения как целого.

[Pphantom]

Ascold в сообщении #1217664 писал(а):

Интересует такой вопрос - если в космологической модели есть сразу две жидкости, пылевидная $(p=0)$, моделирующая вещество, и ультрарелятивистская $(p=\rho/3)$, моделирующая излучение, то могут ли они в одной и той же СО иметь одну и ту же скорость?

Почему бы и нет?

Ascold в сообщении #1217664 писал(а):

С другой стороны, не уверен, что правильно интерпретирую скорость ультрарелятивистской жидкости: обязана ли она быть большой - ведь уравнение состояния $p=\rho/3$ касается скоростей внутренних движений частиц жидкости, а не её движения как целого.

Именно. Вы путаете "тепловые скорости" и макроскопическую скорость течения.

[Ascold]

Pphantom в сообщении #1217666 писал(а):

Именно. Вы путаете "тепловые скорости" и макроскопическую скорость течения.

Всё равно немного не пойму - если жидкостью с $p=\rho/3$ моделируется именно электромагнитное излучение, то как оно может сопутствовать пыли, как представить себе такую картину - поток фотонов, сопутствующий потоку массивных частиц?

[Munin]

Вспомните обычный школьный газ. В нём молекулы шарашат вперёд-назад со скоростью порядка скорости звука - сотни метров в секунду. Однако сам газ в целом можно считать медленно текущим, например, у вас в комнате над чайником. Там явно не сотни метров в секунду, а то бы всю мебель сдуло. Ключ в том, что "в целом" - это усреднение вектора скорости по многим молекулам. Имеете максвелловский "колокольчик" в пространстве скоростей, и одна величина - "ширина" этого "колокольчика", а другая - "положение его центра тяжести".

Вот примерно то же самое можно представить себе и для фотонного газа. Сами фотоны летят со скоростью света. Но одни - туда, а другие - обратно. И в среднем ни туда и ни сюда. Взяв распределение, можно вычислить некоторую среднюю скорость.

(Чтобы не запутаться со скоростями, импульсами и т. п., можно исходить из определения: средняя скорость - это такая скорость, что если её придать некоторому макроскопическому наблюдательному прибору, то он в среднем не будет испытывать давления света ни в какую сторону.)

Разумеется, если взять отдельную пылинку и отдельный фотон, то они будут двигаться с разными скоростями. Ну и что? Пыль в целом, и фотонный газ в целом, могут двигаться с равными.

[Pphantom]

Ascold в сообщении #1217749 писал(а):

поток фотонов, сопутствующий потоку массивных частиц?

А в чем проблема?

Давайте возьмем конкретный пример, возможно, так будет проще. Раз Вы интересовались космологией, то наверняка знаете, что Солнце движется относительно реликтового фона со скоростью $4 \cdot 10^2$ км/с. Но это же означает, что относительно гелиоцентрической СО с той же скоростью в противоположном направлении движется реликтовое излучение. Найти какую-нибудь галактику, летящую относительно Солнца туда же с той же скоростью, явно не проблема, соответственно, это готовый случай интересующей Вас ситуации.