Интересное свойство темной материи

[Sergeevich]

epros в сообщении #715307 писал(а):

необъяснимость того факта, что видимое вещество собралось в галактическую плоскость

Одна из моделей образования галактической плоскости основана на формировании струй вещества, выходящих из полюсов ядра галактического образования.

-- 25.04.2013, 12:09 --

[DimaM]

epros в сообщении #715307 писал(а):

Кстати, по-моему очевидной проблемой этой модели (согласно которой видимое вещество спиральной галактики движется под действием тяготения сферически симметричной тёмной материи) является необъяснимость того факта, что видимое вещество собралось в галактическую плоскость.

Сохранение момента импульса, не?

[Lexey]

epros в сообщении #715307 писал(а):

Кстати, по-моему очевидной проблемой этой модели (согласно которой видимое вещество спиральной галактики движется под действием тяготения сферически симметричной тёмной материи) является необъяснимость того факта, что видимое вещество собралось в галактическую плоскость.

Свойство материи собираться в диски объясняется просто - диск является бесстолкновительной системой орбит. Материя движущаяся вне диска регулярно сталкиваясь с диском сбивается со своей орбиты пока случайно не попадет на бесстолкновительную орбиту. Так получается не только галактические диски но и планетарные системы и диски-спутники как у Cатурна.

А вот почему темная материя не имеет такого свойства - непонятно. Но если темная материя является энергией гравитационного поля, то становится понятно.

[epros]

Lexey в сообщении #715401 писал(а):

Так получается не только галактические диски но и планетарные системы и диски-спутники как у Cатурна.

Планетарные диски образуются при существенном влиянии экваториального вздутия планеты.

Lexey в сообщении #715401 писал(а):

Но если темная материя является энергией гравитационного поля, то становится понятно.

Конечно же нет. Тем паче, что энергия гравитационного поля в целом, похоже, отрицательная.

[Lexey]

epros в сообщении #715405 писал(а):

Конечно же нет. Тем паче, что энергия гравитационного поля в целом, похоже, отрицательная.

Попробуем подобрать такую концепцию относительности что будет положительной.

[epros]

Lexey в сообщении #715443 писал(а):

Попробуем подобрать такую концепцию относительности что будет положительной.

Ну уж, какая там концепция относительности? Если рассмотреть два удалённых кирпича и сравнить их с одним таким же кирпичом, но вдвое большей массы, то интеграл от $g^2$ во втором случае окажется вдвое больше. Но второй случай можно получить из первого, если позволить кирпичам упасть друг на друга под действием тяготения друг к другу. В процессе этого падения часть энергии гравитационного поля перейдёт в кинетическую энергию кирпичей. Вот и делайте выводы о том, какой знак надо поставить перед $g^2$ при вычислении плотности энергии гравитационного поля.

[Munin]

Lexey в сообщении #715401 писал(а):

А вот почему темная материя не имеет такого свойства - непонятно.

Считается, что она ни с чем не сталкивается: ни сама с собой, ни с обычной материей.

epros в сообщении #715405 писал(а):

Планетарные диски образуются при существенном влиянии экваториального вздутия планеты.

Ой, давайте вы такое будете заявлять где-нибудь в "Свободном полёте". Тут люди ходят.

[epros]

Munin в сообщении #715475 писал(а):

Ой, давайте вы такое будете заявлять где-нибудь в "Свободном полёте". Тут люди ходят.

Ну давайте уже, не томите, излагайте что Вам не нравится.

[Lexey]

epros в сообщении #715463 писал(а):

Lexey в сообщении #715443 писал(а):

Попробуем подобрать такую концепцию относительности что будет положительной.

Ну уж, какая там концепция относительности? Если рассмотреть два удалённых кирпича и сравнить их с одним таким же кирпичом, но вдвое большей массы, то интеграл от $g^2$ во втором случае окажется вдвое больше. Но второй случай можно получить из первого, если позволить кирпичам упасть друг на друга под действием тяготения друг к другу. В процессе этого падения часть энергии гравитационного поля перейдёт в кинетическую энергию кирпичей. Вот и делайте выводы о том, какой знак надо поставить перед $g^2$ при вычислении плотности энергии гравитационного поля.

А допустим энергия покоя кирпича ($m c^2$) зависит от гравитационного потенциала.
-- Чт апр 25, 2013 20:15:09 --

Munin в сообщении #715475 писал(а):

Считается, что она ни с чем не сталкивается: ни сама с собой, ни с обычной материей.

А с неоднородностью гравитационного поля (и своего, и обычной материи)? Почему бы тёмной материи не коллапсировать с образованием тёмных звезд? Ведь это явление чисто гравитационное, другие взаимодействия обычно только мешают коллапсу. Или отчего у темной материи такой иммунитет к гравитационному коллапсу?

-- Чт апр 25, 2013 20:46:37 --

epros в сообщении #715405 писал(а):

Тем паче, что энергия гравитационного поля в целом, похоже, отрицательная.

А впрочем, почему бы и нет
Вот: http://messier.seds.org/more/m084_hst.html
Обратите внимание что орбитальная скорость вблизи ядра спадает явно круче чем $1/sqrt{r}$! как это объяснить? Как g может падать круче $1/{r^2}$? Скорости там не релятивистские и до сильных гравитационных эффектов OTO там далеко, так что задачка чисто ньютоновская.

[Lexey]

Правда тут есть возможность объяснить банально: давление света может компенсировать гравитацию если там газ и пыль на орбите.

-- Чт апр 25, 2013 21:56:11 --

VladTK в сообщении #714919 писал(а):

Плотность энергии (а следовательно и массы) Ньютоновского гравитационного поля известна

$$ w=\frac{g^2}{8 \pi G} $$

Попробуйте прикинуть соотношение средних плотностей барионной массы галактики и гравитационного поля. Думаю все сразу станет очевидно.

Не так все просто. Тут пиковая плотность в ядре важна, а таких экспериментальных данных нет. Есть только общепринятая гипотеза что там черная дыра как по ОТО. Но я думаю над этим вопросом.

[Munin]

epros в сообщении #715492 писал(а):

Ну давайте уже, не томите, излагайте что Вам не нравится.

Фантазии необоснованные не нравятся. А так всё окей.

Вы можете доказать, что это не фантазии, если предъявите не меньше обзорной статьи с таким утверждением как широко известным.

Lexey в сообщении #715498 писал(а):

А с неоднородностью гравитационного поля (и своего, и обычной материи)?

Этого недостаточно.

Lexey в сообщении #715498 писал(а):

Почему бы тёмной материи не коллапсировать с образованием тёмных звезд?

Для коллапса нужно, чтобы частицы вели себя как газ, то есть в каждой точке можно выбрать некоторую одну скорость, которая будет скоростью течения газа. Любая частица, оказавшаяся в этой точке, начинает двигаться с этой средней скоростью, плюс скорость теплового движения. Тогда может развиться гравитационная неустойчивость Джинса. Но это происходит за счёт постоянных столкновений в газе: все частицы релаксируют к общему распределению Максвелла-Больцмана по скоростям и энергиям. А тёмная материя - бесстолкновительный "газ", у неё длина свободного пробега по оценкам невероятно огромна - не меньше поперечника скопления галактик. Частицы такого газа просто не успевают тормозить, чтобы куда-то начать коллапсировать. В каждой точке пространства летят одновременно множество независимых и невзаимодействующих потоков частиц во все стороны - и не успев почувствовать гравитации, несутся дальше.

-- 26.04.2013 01:34:32 --

Lexey в сообщении #715498 писал(а):

Обратите внимание что орбитальная скорость вблизи ядра спадает явно круче чем

Она там вообще не спадает.

Lexey в сообщении #715537 писал(а):

Тут пиковая плотность в ядре важна

Для чего важна?

[epros]

Munin в сообщении #715573 писал(а):

Вы можете доказать, что это не фантазии, если предъявите не меньше обзорной статьи с таким утверждением как широко известным.

Это не просто широко известно, а давно стало общим местом, как дважды два четыре в арифметике. Так что искать это нужно не в статьях, а в учебниках. Впрочем, я этого делать не буду, ибо это — труд не оплачиваемый. Но если Вас этот вопрос действительно интересует, Вы вполне можете взять сей труд на себя.

Влияние полярного сжатия (которое типично для вращающихся планет) на орбиты их спутников в небесной механике хорошо изучено: Оно приводит к прецессии орбитальной плоскости вокруг оси вращения планеты. И вот когда таких объектов на орбитах много и они сталкиваются друг с другом, тогда уже появляется тенденция к собиранию их всех в кольцо в экваториальной плоскости планеты. Вообще, известный факт, что кольца образуются в экваториальной, а не в какой-то другой плоскости, должен был насторожить.

Когда же речь идёт о сферически симметричном тяготении и о случайно распределённых по круговым орбитам спутниках, то предположение о том, что последние из-за одних только столкновений друг с другом могут собраться в кольцо, абсурдно в силу того самого сохранения момента.

[Lexey]

epros в сообщении #715637 писал(а):

Вообще, известный факт, что кольца образуются в экваториальной, а не в какой-то другой плоскости, должен был насторожить.

Вообще, известный факт что как правило все это формируется из протопланетного газопылевого облака, где видимо имеется вязкое взаимодействие между формирующейся планетой и ее орбитальной газопылевой материей из которой формируются спутники.

[Lexey]

Зародыш планеты представляет собой газопылевой диск, ориентация которого определяется суммарнам моментом импульса материи из которой он состоит. Затем из этот диск коллапсируя дальше формирует планету и ее орбитальное газопылевое облако. Так что ничего удивительного в том что спутники как правило вращаются в экваториальной плоскости. А прецессия - это тоже механизм выравнивания орбит, но он работает очень медленно, поэтому не достаточен для объяснения известных фактов. Хотя общий принцип тут тот же - вязкое взаимодействие но не непосредственное а через приливные деформации, и поэтому очень слабое.

-- Пт апр 26, 2013 11:15:43 --

Munin в сообщении #715573 писал(а):

Но это происходит за счёт постоянных столкновений в газе: все частицы релаксируют к общему распределению Максвелла-Больцмана по скоростям и энергиям.

Нет, наоборот, за счет этого в определенных условиях материя имеет устойчивость к коллапсу. Материя теряет устойчивость когда гравитация начинает доминировать над другими взаимодействиями. Это подобно тому как поток жидкости теряет устойчивость и становится турбулентным когда силы инерции начинают доминировать над силами вязкости.

[Lexey]

Munin в сообщении #715573 писал(а):

А тёмная материя - бесстолкновительный "газ", у неё длина свободного пробега по оценкам невероятно огромна - не меньше поперечника скопления галактик. Частицы такого газа просто не успевают тормозить, чтобы куда-то начать коллапсировать. В каждой точке пространства летят одновременно множество независимых и невзаимодействующих потоков частиц во все стороны - и не успев почувствовать гравитации, несутся дальше.

Но стоит ли тогда рассматривать темную материю как отдельную сущность, если мы не видим никаких ее проявлений кроме гравитационной аномалии?