Сверхскопления галактик

[interstellar]

Согласно закону Хаббла, галактики удаляются друг от друга, и скорость удаления пропорциональна расстоянию. То есть в будущем не будет таких гравитационно связанный систем, как скопления и сверхскопления галактик?

[Pphantom]

interstellar в сообщении #934195 писал(а):

То есть в будущем не будет таких гравитационно связанный систем, как скопления и сверхскопления галактик?

Есть подозрения, что будущее уже наступило.

Собственно, уже в работе самого Хаббла использовались галактики на расстояниях до 2 Мпк, это примерно соответствует размеру Местной группы и заметно меньше размеров типичного скопления галактик. Сейчас методы стали точнее, но факт остался - закон Хаббла неплохо работает уже на масштабах единиц Мпк.

[interstellar]

Pphantom в сообщении #934208 писал(а):

Собственно, уже в работе самого Хаббла использовались галактики на расстояниях до 2 Мпк, это примерно соответствует размеру Местной группы и заметно меньше размеров типичного скопления галактик. Сейчас методы стали точнее, но факт остался - закон Хаббла неплохо работает уже на масштабах единиц Мпк.

То есть скопления и сверхскопления все таки разрушаются, несмотря на гравитационную связанность?

[Pphantom]

interstellar в сообщении #934217 писал(а):

То есть скопления и сверхскопления все таки разрушаются, несмотря на гравитационную связанность?

По большому счету, в данный момент какого-то четкого и однозначного ответа на этот вопрос нет.

[Munin]

Есть граница гравитационной связанности, которая пролегает где-то по скоплениям, где-то по сверхскоплениям.

Надо понимать, что современное группирование галактик в иерархические структуры - группы, скопления, сверхскопления - это всего лишь "застывшая картинка", "мгновенный снимок". Его можно наблюдать в телескоп непосредственно, но оно не говорит о том, являются ли эти структуры гравитационно связанными или нет.

Для выяснения вопроса о гравитационной связанности, мало знать, где галактики расположены в пространстве, - надо знать ещё и их скорости. Если скорости велики (по сравнению с некоторым критерием), то структура будет не связанной, и рано или поздно разлетится (возможно, оставив после себя меньшую связанную структуру). Если скорости малы, то структура считается связанной. Считается, что она такой и останется (если тёмная энергия будет иметь постоянную величину).

[interstellar]

Munin в сообщении #934282 писал(а):

Для выяснения вопроса о гравитационной связанности, мало знать, где галактики расположены в пространстве, - надо знать ещё и их скорости. Если скорости велики (по сравнению с некоторым критерием), то структура будет не связанной, и рано или поздно разлетится (возможно, оставив после себя меньшую связанную структуру). Если скорости малы, то структура считается связанной. Считается, что она такой и останется (если тёмная энергия будет иметь постоянную величину).

Ну ведь большая часть галактик в местном сверхскоплении отдаляется от нас с большими скоростями. Они больше известных критериев? Или эти критерии не известны?

[Munin]

Речь не о скоростях от нас. Эти скорости означают только, что сверхскопления не связаны с нами. А вопрос стоит о том, связаны ли они гравитационно внутри себя, каждое. И для этого исследуют скорости внутри скопления. Так называемые пекулярные - скорости за вычетом всеобщего хаббловского расширения.

Критерий известен, он называется вириальным распределением скоростей. В учебниках по астрофизике можете найти подробности.

[interstellar]

Munin в сообщении #934509 писал(а):

Речь не о скоростях от нас. Эти скорости означают только, что сверхскопления не связаны с нами. А вопрос стоит о том, связаны ли они гравитационно внутри себя, каждое. И для этого исследуют скорости внутри скопления. Так называемые пекулярные - скорости за вычетом всеобщего хаббловского расширения.

Опять я облажался
Если космологическая постоянная останется величиной неизменной, смогут ли скопления или сверхскопления оставаться гравитационно связанными и дальше?

[Munin]

Те, которые сегодня связаны, - да, смогут.

[Alex_J]

Munin в сообщении #934282 писал(а):

Надо понимать, что современное группирование галактик в иерархические структуры - группы, скопления, сверхскопления - это всего лишь "застывшая картинка", "мгновенный снимок".

Причём снимок-то размазанный во времени: расстоянию в $a$ св.лет соответствует возраст, численно, $T_0-a$ лет от Б.В., где $T_0$ - возраст околоземного пространства.

Структуру сверхскоплений мы видим в том, юном возрасте, и их пекулярные скорости были таковыми $a$ лет назад. Выводы относительно нынешнего состояния Вселенной, значений констант, плотностей тёмных и не тёмных материй и энергий, конечно, на основе этих данных делаются, но только относить их надо к тому возрасту, а не к сегодняшнему. Проблема, правда, в том, что мы (пока) не можем узнать, что же на том расстоянии происходит сейчас.

[Pphantom]

Alex_J в сообщении #951812 писал(а):

Структуру сверхскоплений мы видим в том, юном возрасте, и их пекулярные скорости были таковыми $a$ лет назад.

Далеко не все сверхскопления наблюдаются на больших расстояниях (и, как следствие, "в далеком прошлом"). Соответственно, и выводы можно делать для разных эпох.

[Alex_J]

Pphantom

Структура вещества, наблюдаемая нами в Метагалактике, всё-таки не чисто трёхмерная, и, считая ось $r=f(t)$ функцией времени, прошедшего от Большого Взрыва, мы, практически, видим проекцию четырёх измерений на три. И чем ближе к нам (говорить хотя бы о $z>1$), тем дальше вперёд зашли процессы эволюции. Если это очевидные эффекты, они уже были бы замечены.

[Pphantom]

Alex_J в сообщении #952311 писал(а):

Структура вещества, наблюдаемая нами в Метагалактике, всё-таки не чисто трёхмерная,

А какая?

Alex_J в сообщении #952311 писал(а):

И чем ближе к нам (говорить хотя бы о $z>1$),

Это скорее уж "дальше от нас".

Alex_J в сообщении #952311 писал(а):

тем дальше вперёд зашли процессы эволюции. Если это очевидные эффекты, они уже были бы замечены.

Какие именно эффекты?

[Alex_J]

Pphantom в сообщении #952343 писал(а):

Alex_J в сообщении #952311 писал(а):

Структура вещества, наблюдаемая нами в Метагалактике, всё-таки не чисто трёхмерная,

А какая?

Мы же наблюдаем пространство во множестве (непрерывном) временных промежутков. Строго говоря, трёхмерное, но не мгновенный снимок с $t=const$ по всему пространству. *

Pphantom в сообщении #952343 писал(а):

Alex_J в сообщении #952311 писал(а):

И чем ближе к нам (говорить хотя бы о $z>1$),

Это скорее уж "дальше от нас".

Ну возьмём даже $z>0.1$ , это гигапарсеки, а значит миллиарды лет, и я имею в виду, что именно на тех масштабах должны были бы быть видны наибольшие изменения в эволюции. На тех, а не на $z<0.1$, т.е. в ближних по времени прихода сигнала (и по возрасту) областях.

Pphantom в сообщении #952343 писал(а):

Alex_J в сообщении #952311 писал(а):

тем дальше вперёд зашли процессы эволюции. Если это очевидные эффекты, они уже были бы замечены.

Какие именно эффекты?

А вот в этом-то и вопрос. Есть они или нет.

* Сконструирую пример, может быть, не совсем корректный, но как-то направляющий мысль в сторону представления, что же мы видим. Пусть всё больше считается, что Вселенная плоская, но для примера я возьму замкнутую модель гиперсферы. Итак, точка, в которой всё находилось в момент Б.В. ($t=0$), на $t>0$ находится уже вне нашего пространства (но не пространства-времени). И, по идее, 4-мерный радиус Вселенной во все стороны увеличивается одинаково, пусть для простоты будет так. Пусть радиус растёт с постоянной скоростью, $R$~$t$. Но так как свет приходит с запозданием, то на расстоянии $r$ мы видим возраст $t'=t-f(r)$, а значит, то, что мы наблюдаем, строго говоря, это поверхность внутри гиперсферы $R(t)$, где $t$ - текущее время, причём эта поверхность имеет две существенных точки: соприкосновения с гиперсферой $R(t)$ в точке наблюдателя; и точку, в которой произошёл Б.В. в момент $t=0$, и расстояние до неё в наших обозначениях равно $r=f^{-1}(0)$. Какой формы эта поверхность? Может быть, она такова, что кажется плоской? Или это тоже гиперсфера, только с центром где-то в районе 4-мерного расстояния $\frac{R(t)}{2}$, ну это уже домыслы. Так или иначе, вывод следует такой: в наблюдаемом пространстве "центр Вселенной" (точка $t=0$) существует, и всегда в противоположной от наблюдателя точке, т.е. со всех сторон, но максимально далеко. Достичь же "центра", конечно, не получится никогда, просто потому, что он в прошлом, и путешествовать мы будем по гиперсфере $R(t)$, где снова $t$ - текущее время.

И остаются несколько ключевых моментов:
1) Формы всех рассмотренных гиперповерхностей могут быть намного сложнее (с чего бы им быть идеальными, вообще?)
2) Хорошо бы попробовать высчитать такую модель, в которой вот эта внутренняя гиперповерхность была бы "плоской" для нас, либо...
3) Мы не там ищем кривизну пространства, она может быть у нас перед носом (например космологическое красное смещение может быть суммой допплеровского и "гравитационного", а точнее, именно вызванного кривизной. Причём большой вопрос о знаке смещения кривизны и величине Допплеровского.

(Оффтоп)

Просьба тут тапочками не кидаться. Имею основания считать так, рассудят только время и исследования. Я бы и принял все утверждения о плоском пространстве, об ускоряющемся расширении и т.п., но то, как плодятся тёмные материи, энергии и потоки у нас в терминологии, наводит на мысль о том, что наука заблудилась. Но так всегда бывает перед рывком, и потом ещё посмеёмся.

Ну и 4) Нужно изучать видимое пространство именно как снимок с $t$ как функции расстояния. Просто потому, что другого-то нам не дано.

-- 26.12.2014, 04:23 --

Видим-то мы, конечно, гиперконус с вершиной в самих себе, просто потому, что $r=ct$ в видимом пространстве, и это - формула гиперконуса.

-- 26.12.2014, 04:32 --

И тогда вопрос - все определяемые и постулируемые свойства пространства к чему относятся? К какому пространству? Тёмная энергия(или материя) может оказаться только названием для чисто геометрического факта, что мы видим гиперконус. Если бы была возможность видеть через некий мгновенно распространяющийся сигнал современную Вселенную, то кто знает, была ли бы нужда в чём-либо "тёмном" вообще.

И да, если не замкнутая вовсе Вселенная, то как построить для плоского случая такую же модель? Что мы видим?

[Peter2]

Alex_J в сообщении #952438 писал(а):

И да, если не замкнутая вовсе Вселенная, то как построить для плоского случая такую же модель? Что мы видим?

Так надо "модель" или "что мы видим"?

У Вас столько вопросов за один пост, что даже непонятно, что именно Вы хотите узнать.
Есть, грубо говоря, набор наблюдательных тестов, зависящих от модели Вселенной (плоская-неплоская, с темной энергией - без темной энергии и т.д.). Какая-то измеряемая физическая величина (посредством астрономических наблюдений) измеряется для объектов, удаленных на большие красные смещения.
Полученная зависимость f(z) сопоставляется с модельными кривыми, чтобы определить какая именно теоретическая модель лучше сопоставима с наблюдениями (статистически).