Тёмная материя в первые минуты

[Sh18]

Xugin в сообщении #684013 писал(а):

Сверхмассивная дыра в центре галактик?

Да. Ее роль в образовании галактик не ясна, насколько я знаю.

Xugin в сообщении #683943 писал(а):

Где-то я читал, что при коллапсе нужен сброс энергии.

Я бы сказал, важен здесь не столько сам по себе сброс энергии, сколько вынос момента. Солнце содержит 98% массы системы и, кажется, 1-2% момента. Этот момент надо было как-то сбросить при коллапсе, иначе вещество просто не смогло бы собраться в центре. При образовании планетных систем перенос момента на периферию происходит за счет динамической вязкости. Происходит сначала коллапс в (относительно толстый) диск, там уже плотность повыше и вязкость играет роль, и вдоль диска момент и переносится. У ТМ, видимо, нет никакого взаимодействия, или это взаимодействие очень невелико. Соответственно, сбросить момент, передать его в орбитальный момент какой-то небольшой части вещества тут не получается, коллапса толком не происходит. Часть момента, конечно, вообще выбрасывается из системы на стадии звездного ветра, но я не помню, какая часть, кажется, относительно небольшая, не больше половины.

[Sergey K]

Цитата:

Считается, что DM бесстолкновительна (длина свободного пробега колоссальна, порядка радиуса сверхскопления или больше), так что мы имеем дело с третьим из перечисленных случаев. Но может быть, на каких-то больших масштабах - и с первым.

ага! смущает: обычная материя (атомы или элементарный частицы) сталкиваются за счет притяжения, а разлетаются за счет Кулоновских сил или сильного взаимодействия. а ТМ? она ведь только притягиваться может?

[Munin]

Sh18 в сообщении #684118 писал(а):

Да. Ее роль в образовании галактик не ясна, насколько я знаю.

Если она вообще есть.

Sh18 в сообщении #684118 писал(а):

Я бы сказал, важен здесь не столько сам по себе сброс энергии, сколько вынос момента.

Нужно и то и другое, но для разных надобностей, в разные моменты времени и в разных процессах.

http://www.astronet.ru/db/msg/1190949/node12.html

Sergey K в сообщении #684122 писал(а):

ага! смущает: обычная материя (атомы или элементарный частицы) сталкиваются за счет притяжения, а разлетаются за счет Кулоновских сил или сильного взаимодействия. а ТМ? она ведь только притягиваться может?

Не понял. Природа сил не важна. Две звезды в шаровом скоплении тоже могут быть "столкновительным газом", если пролетают достаточно близко, чтобы рассеяться в произвольном направлении. Как взаимодействуют между собой частицы DM - неизвестно, но судя по радиусу облаков (тёмные гало галактик значительно крупнее самих светящихся галактик, например, точный предел неизвестен), всё кроме гравитации играет для DM незначительную роль.

[Sergey K]

Интересно. Вот была бы материя, которая взаимодействовало только не гравитационно)

[Sh18]

Munin в сообщении #684129 писал(а):

Sh18 в сообщении #684118 писал(а):
Я бы сказал, важен здесь не столько сам по себе сброс энергии, сколько вынос момента.

Нужно и то и другое, но для разных надобностей, в разные моменты времени и в разных процессах.

http://www.astronet.ru/db/msg/1190949/node12.html

Я посмотрел. Во-первых, момент в этой главе вообще не рассматривается, видимо, у Хаяши-Накано тоже сферически симметричный случай. Во-вторых, к ТМ это вообще не применимо. В протозвездах противодействием сжатию является давление, методом преодоления - сброс энергии, соответственно, температуры (соответственно давления, ну, там, с разными нюансами). Я думаю, учет вращения как-то поправит эту картину; насколько при этом изменятся основные реперные точки и времена, не знаю. Не радикально.

Что касается ТМ, то лучшей моделью для нее при коллапсе (насколько я знаю, но я не специалист) пока остается модель пылевого роя, да еще и без столкновений вообще (скажем, частицы нулевого размера, но не нулевой массы). То есть, никакой температуры и никакого давления. В этом случае, единственное, что удерживает от коллапса в точку, это момент: частицы просто летают по своим траекториям и, по сути, никакого сжатия нет. Но поскольку сгущения ТМ все-таки наблюдаются, насколько я понимаю, то остается предположить, что очень слабое взаимодействие все же существует, за гигагоды определенное сжатие все же произошло. Но понять, какова температура ТМ-облака мы пока не можем, соответственно, не можем оценить, что останавливает коллапс - давление или невозможность сбросить момент. Для очень слабого взаимодействия как-то более разумным (мне) представляется именно момент.

Вообще тут и с Релеем-Джинсом вопрос - там ведь тоже неустойчивость: гравитация-давление. Если нет давления, то какое равновесие будет нарушаться? Возможно, по этому поводу уже есть соображения, интересно было бы почитать.

[SergeyGubanov]

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Но понять, какова температура ТМ-облака мы пока не можем, соответственно, не можем оценить, что останавливает коллапс - давление или невозможность сбросить момент. Для очень слабого взаимодействия как-то более разумным (мне) представляется именно момент.

Начиная примерно от 10-20 килопарсек от центра галактики первая космическая скорость выходит на константу. Средняя скорость частиц равна первой космической (иначе бы упали или улетели). Значит точно момент: скорость постоянна, а радиус растёт - растёт момент.

[parton aka]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #684011 писал(а):

Вот это - точно винегрет, из лженаучных фантазий и домыслов.

Munin, сделайте глубокий вдох и адресуйте своё "послание о лженаучных фантазиях и домыслах" Сереброву...это он ЭДМ нейтрона "ищет" и (скорее всего) найдет ... . :)

[Munin]

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Я посмотрел. Во-первых, момент в этой главе вообще не рассматривается, видимо, у Хаяши-Накано тоже сферически симметричный случай.

Момент начинает играть роль позже, когда $M_\odot$ принимает размеры $R_\odot,$ а не на порядки больше. При этом считается, что возникают такие варианты: звезда, звезда с протопланетным диском, кратные звёзды.

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Во-вторых, к ТМ это вообще не применимо. В протозвездах противодействием сжатию является давление, методом преодоления - сброс энергии, соответственно, температуры (соответственно давления, ну, там, с разными нюансами).

Разумеется, именно об этом и речь, и именно это с самого начала и было сказано в этой теме.

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Я думаю, учет вращения как-то поправит эту картину; насколько при этом изменятся основные реперные точки и времена, не знаю. Не радикально.

Всё очень просто: пока $R$ на порядки больше окончательного, момент никого не волнует. То есть, до выхода звезды на главную последовательность, не играет никакой роли. Ну а дальше начинается уже эволюция протопланетного диска, следующая глава истории. Есть старая книжка Альвен, Аррениус "Эволюция Солнечной системы" (это тот самый Альфвен), есть большая современная деятельность в этой области.

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Что касается ТМ, то лучшей моделью для нее при коллапсе (насколько я знаю, но я не специалист) пока остается модель пылевого роя

Теперь вы ходите и повторяете за мной.

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

В этом случае, единственное, что удерживает от коллапса в точку, это момент: частицы просто летают по своим траекториям и, по сути, никакого сжатия нет.

Вы заблуждаетесь, не момент. Траекторий устойчивых в такой системе нет, и суммарный момент нуль, а вот суммарная кинетическая энергия не нуль, и определяется теоремой вириала. Такие системы называются в астрофизике вириализировавшимися. Основные канонические прототипы - это шаровое звёздное скопление и эллиптическая галактика. Скопления галактик тоже часто имеют такой вид, хотя время вириализации для них достаточно большое. Сверхскопления - уже далеко не всегда вириализировались.

Почему момент ни при чём, покажу "на пальцах". Возьмём два тела с заданной энергией, кеплерову задачу. Если момент меняется, то траектория меняется от окружности до узкого эллипса, эксцентриситет пробегает значения от 0 до 1. Но масштабы системы остаются одинаковыми (одного порядка): высота апоцентра меняется в два раза, а большая полуось сохраняется.

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Но поскольку сгущения ТМ все-таки наблюдаются, насколько я понимаю, то остается предположить, что очень слабое взаимодействие все же существует

Нет, см. выше.

Sh18 в сообщении #684245 писал(а):

Вообще тут и с Релеем-Джинсом вопрос - там ведь тоже неустойчивость: гравитация-давление. Если нет давления, то какое равновесие будет нарушаться?

В бесстолкновительном газе тоже есть давление.

SergeyGubanov в сообщении #684262 писал(а):

Начиная примерно от 10-20 килопарсек от центра галактики первая космическая скорость выходит на константу. Средняя скорость частиц равна первой космической (иначе бы упали или улетели). Значит точно момент: скорость постоянна, а радиус растёт - растёт момент.

-- 15.02.2013 20:48:20 --

(Оффтоп)

parton aka в сообщении #684359 писал(а):

Munin, сделайте глубокий вдох и адресуйте своё "послание о лженаучных фантазиях и домыслах" Сереброву...это он ЭДМ нейтрона "ищет" и (скорее всего) найдет ... . :)

Электрический дипольный момент нейтрона не имеет с озвученным вами бредом ничего общего.

[Sh18]

Munin в сообщении #684395 писал(а):

Момент начинает играть роль позже, когда $M_\odot$ принимает размеры $R_\odot,$ а не на порядки больше. При этом считается, что возникают такие варианты: звезда, звезда с протопланетным диском, кратные звёзды.

Вложите весь момент солнечной системы в нынешнее солнце. Так, интересно, скорость вращения какая будет?

Munin в сообщении #684395 писал(а):

Всё очень просто: пока $R$ на порядки больше окончательного, момент никого не волнует.

Есть классическая статья на эту тему, Линделл-Белл и Прингл, что-то типа "Эволюция вязких дисков", Икарус, кажется 1973 год. Уже не помню деталей, но вы не правы. Перенос момента существенно нужен при коллапсе с размеров как минимум на порядок больше солнечного. Массивные диски рассматривал Камерон, моделированием.

Munin в сообщении #684395 писал(а):

Ну а дальше начинается уже эволюция протопланетного диска, следующая глава истории. Есть старая книжка Альвен, Аррениус "Эволюция Солнечной системы" (это тот самый Альфвен), есть большая современная деятельность в этой области.

Это, конечно, книга по эволюции солнечной системы, но она... скажем так, не общепринята. У Альфвена была идея-фикс про критическую скорость, он ее применял где можно и нельзя. В частности, этим явлением он пытался объяснить положения планет (и систем спутников тоже, кстати), конденсация начиналась там, где достигалась критическая скорость для разных элементов в протопланетном облаке. Насколько я знаю, по современным представлениям орбиты планет довольно сильно эволюционировали после образования, то есть, сейчас они находятся не там, где образовались. Тогда получится, что они образовались не там, где предсказывает Альфвен, да и его предсказания очень размыты, хотя где-то что-то, плюс-минус полплетня совпадает.

Вообще, про эволюцию солнечной системы вы мне можете не рассказывать, это именно то, чем я занимался. Ну, точнее, космическими исследованиями в этой области. Был такой блаженной памяти проект "Фобос"...

Munin в сообщении #684395 писал(а):

и суммарный момент нуль,

Вот это почему бы? Начальная структура, с которой начиналась неустойчивость и коллапс, не вращалась? Почему у обычного вещества момент есть, а вот у ТМ - нет?

[Xugin]

А вот интересно, если в тёмном гало образуется случайно сгусток из частиц DM (ну к примеру внутри звезды) на него будет действовать выталкивающая сила аналогичная Архимедовой?

[Munin]

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Вложите весь момент солнечной системы в нынешнее солнце. Так, интересно, скорость вращения какая будет?

Вы что, мимо ушей всё пропускаете? Речь о нынешнем Солнце (пишется с большой буквы) с радиусом в 100 раз больше. Скорость вращения оцените сами.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Есть классическая статья на эту тему, Линделл-Белл и Прингл, что-то типа "Эволюция вязких дисков", Икарус, кажется 1973 год.

В общем, тут не диск, а облако. Диск создаётся уже после. Вместе с отделением массы от момента.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Уже не помню деталей, но вы не правы. Перенос момента существенно нужен при коллапсе с размеров как минимум на порядок больше солнечного.

На порядок - может быть. А тут речь о двух порядках и более.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Это, конечно, книга по эволюции солнечной системы, но она... скажем так, не общепринята.

Она жутко устарела. Надо читать литературу 2000-х, не раньше середины 90-х. Но элементарные вещи в ней есть.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Насколько я знаю, по современным представлениям орбиты планет довольно сильно эволюционировали после образования, то есть, сейчас они находятся не там, где образовались.

Не совсем. Миграции пришлось придумать для "горячих юпитеров", особенно около проэволюционировавших звёзд - нейтронных звёзд и БК. Но Юпитер Солнечной системы, как считается, если и мигрировал, то незначительно - менее чем в разы. Сатурн, может быть, сильнее, всякая мелочь - тем более. Но в целом, все планеты Солнечной системы по составу очень похожи на то, что они сейчас находятся как раз там, где образовались.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Вообще, про эволюцию солнечной системы вы мне можете не рассказывать, это именно то, чем я занимался. Ну, точнее, космическими исследованиями в этой области. Был такой блаженной памяти проект "Фобос"...

Вот тут большая разница между "занимался" и "занимаюсь". Именно в последние годы всплеск новых моделей, наблюдательных данных, публикаций. Начиная с пояса Койпера и его динамики, экзопланеты, и наконец доросшие до нормального моделирования компьютеры - чего у Альфвена не было.

И теория у вас похрамывает, если вы с роем частиц не знаете простых вещей. Кстати, на эту тему:
Саслау У. Гравитационная физика звёздных и галактических систем.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Вот это почему бы?

Потому что почти нуль - пренебрежим по сравнению с остальными вещами.

Sh18 в сообщении #684413 писал(а):

Начальная структура, с которой начиналась неустойчивость и коллапс, не вращалась? Почему у обычного вещества момент есть, а вот у ТМ - нет?

В общем, момент у всего есть. Но обычное вещество может сколлапсировать на много порядков, когда момент вырастает до существенной величины, а DM - не может, останавливается задолго до. Поэтому для неё момент и не играет никакой роли. Хотя, почему никакой? Как галактики крутятся одна вокруг другой, так и DM-галактики крутятся одна вокруг другой - нормальная кеплеровская картина.

-- 15.02.2013 23:04:51 --

Xugin в сообщении #684447 писал(а):

А вот интересно, если в тёмном гало образуется случайно сгусток из частиц DM (ну к примеру внутри звезды) на него будет действовать выталкивающая сила аналогичная Архимедовой?

Нет, она же принципиально возникает за счёт столкновений. А тут столкновений нет.

[Xugin]

Munin в сообщении #684448 писал(а):

Нет, она же принципиально возникает за счёт столкновений. А тут столкновений нет.

Это означает что такому сгустку ничто не мешает мигрировать в центр масс?

[Munin]

Упасть в центр масс. Не задерживаясь, пролететь его, и полететь дальше.

[Xugin]

Munin в сообщении #684464 писал(а):

Не задерживаясь, пролететь его, и полететь дальше.

А зачем ему лететь дальше, будет смена направления силы и он вернётся назад. Если ускорение малое там и останется.

[Someone]

Xugin в сообщении #684485 писал(а):

А зачем ему лететь дальше, будет смена направления силы и он вернётся назад. Если ускорение малое там и останется.

Господи, как же скучно объяснять тривиальности, для понимания которых достаточно минимальных знаний из школьного курса физики.
Ну представьте себе этот сгусток, когда он находится ещё далеко от центра и движется по направлению к центру. Впереди у него большая масса, она его сильно притягивает и постепенно разгоняет. По мере приближения к центру сила притяжения уменьшается, но сгусток продолжает ускоряться (если распределение сферически симметрично, то сила притяжения пропорциональна расстоянию до центра). В центре сила притяжения равна нулю, а скорость максимальна. Если тёмная материя сама с собой практически не взаимодействует, то какая причина у сгустка будет, чтобы остановиться? Никакой. Значит, он так и будет двигаться в том же направлении с той же (максимальной скоростью). Сила притяжения действительно поменяет направление на противоположное, но она будет очень маленькой, остановить сгусток не сможет. Поэтому он будет удаляться от центра, при этом сила притяжения будет постепенно возрастать и торможение будет усиливаться. В итоге сгусток улетит от центра примерно на такое же расстояние, с которого он начал падать.