Темная материя vs Небесная механика

[Bozo]

Добрый день,

Помогите найти ответ на такой вопрос:
На каких расстояниях предсказания небесной механики видимого вещества начинают заметно расходиться с наблюдаемым движением объектов?
В масштабах Солнечной системы ($5\times 10^{-6}$ парсек) отклонений вроде нет, а в масштабах галактики Млечный путь ($3\times 10^{4}$ парсек) - они определённо есть.
Установили ли астрономы какой-то эмпирический предел расстояний, начиная с которого темной материей нельзя пренебрегать при вычислениях движений небесных тел?

[Munin]

Ищут как раз. Поиски ведутся: в масштабах поперечника диска Галактики; в масштабах шаровых звёздных скоплений.

[Bozo]

Масштаб поперечника диска Галактики - это $300$ пк, средний размер шарового звёздного скопления - $40\pm 20$ пк.
Судя по тому, что в обсерватории Ла-Силья (Чили) в 2012 г. не нашли никаких отклонений от предсказанного небесной механикой движения 400-х ближайших к Солнцу звезд в радиусе $4 000$ пк, шансов немного.

[Munin]

Во-первых, это решают не в обсерваториях. Обсерватории - наблюдательные центры. А речь о серьёзных теоретических расчётах. Теоретики используют данные со всего мира.

Во-вторых, сама формулировка - бред. Что такое "предсказанное небесной механикой движение звёзд"? Чтобы что-то предсказать, надо иметь много данных - намного больше, чем удаётся получить телескопами. Надо знать положения и массы всех звёзд, надо знать положения и массы другого притягивающего вещества: газа, пыли, каких-то ещё центров притяжения за пределами рассматриваемой области. А наблюдать всё это очень трудно: ничего не видно, загораживает пыль, и т. д. Точность определения расстояний до звёзд до сих пор невелика.

Что такое "не нашли никаких отклонений"? Астрономические наблюдения дают очень мало информации о движении звёзд, и часто очень неточную. Проще всего найти радиальную скорость (по лучу зрения) - по красному смещению. Тут точность велика. А вот со скоростью поперечной всё плохо, почти швах. Несколько ближайших к Солнцу звёзд движутся достаточно быстро, чтобы это заметить, а чем дальше, чем меньше угловая скорость. Самые точные измерения сейчас даёт не какая-то наземная лаборатория, а космический аппарат Hipparcos. И что даст только скорость? Ничего. Точки могут двигаться с любыми скоростями, с какими захотят. Чтобы сравнивать движение с предсказаниями механики, нужны ускорения. А тут всё ещё хуже, катастрофически хуже.

Есть ещё одна выдумка: да, можно не знать ускорений, но если исходить из предположения, что звёзды движутся случайно по какому-то закону распределения случайных величин, то это отразится и на скоростях, и даже на положениях. Так что, можно сравнивать не индивидуальные движения звёзд, а один статистический закон (график). Но статистика говорит, что такой график может иметь случайные же отклонения от "правильного предсказанного", и даже обязан их иметь. Чтобы получить какие-то выводы из такого сравнения, надо набрать достаточно большую статистику, чтобы эти случайные отклонения стали меньше, чем измеряемое расхождение "измеренного" графика и "предсказанного". 400 звёзд - это как раз похоже на такую статистическую выборку. Но она довольно небольшая, согласие будет в пределах, возможно, 5 %, и называть это "не нашли никаких отклонений" - слишком громко.

[Bozo]

Вот ссылка на оригинальную статью - "No evidence of dark matter in the solar neighborhood"

[Munin]

Bozo в сообщении #988684 писал(а):

Помогите найти ответ на такой вопрос:
На каких расстояниях предсказания небесной механики видимого вещества начинают заметно расходиться с наблюдаемым движением объектов?

Итак, вы сами нашли ответ.

Какие вопросы остались?

[Pphantom]

Я бы еще заметил, что для начала стоит определиться, что именно мы относим к "темному веществу". Когда Леверье и Адамс предвычисляли положение Нептуна, для них он тоже был "темным веществом" (соответственно, на масштабах порядка размера Солнечной системы). Экзопланеты, которые были открыты методом лучевых скоростей (и не наблюдались как-то иначе), тоже видимыми не являются. Современные каталоги звезд неполны уже на расстояниях порядка десятка парсек, соответственно, значительную часть звезд Галактики мы непосредственно не видим. И т.д. и т.п. Так что в исходной постановке вопрос почти не имеет смысла.

Bozo в сообщении #988745 писал(а):

Судя по тому, что в обсерватории Ла-Силья (Чили) в 2012 г. не нашли никаких отклонений от предсказанного небесной механикой движения 400-х ближайших к Солнцу звезд в радиусе $4 000$ пк

Либо Вы что-то перепутали, либо источник информации. В пределах 4 кпк от Солнца на много порядков больше звезд, чем 400, измерение даже более-менее точных мгновенных пространственных скоростей звезд на таких расстояниях - нереалистичная задача (а определение траекторий нереально и на существенно меньших расстояниях), да и предсказание движения возможно только в самом общем виде, за счет движения в регулярной компоненте потенциала Галактики. Хотя, конечно, можно сказать, что почти ничего не предсказано и почти ничего не измерено, поэтому отклонений наблюдений от теории не обнаружено.

-- 11.03.2015, 18:19 --

Bozo в сообщении #988821 писал(а):

Вот ссылка на оригинальную статью - "No evidence of dark matter in the solar neighborhood
"

Ну да, Вы слишком многое перепутали.

Да и сама работа выглядит несколько странно. Надо посмотреть детальнее...

[Bozo]

Munin в сообщении #988834 писал(а):

Итак, вы сами нашли ответ.

Правда? Я его не заметил.

Pphantom в сообщении #988835 писал(а):

Вы слишком многое перепутали.

Было бы странно, если бы не напутал. Спрашивает обычно тот, кто не знает. Небесную механику зря приплел, извините.

Pphantom в сообщении #988835 писал(а):

Так что в исходной постановке вопрос почти не имеет смысла.

Можно ли изменить мою неуклюжую постановку вопроса, чтобы получить на него ответ в виде числа?
Т.е. меня вполне устроит ответ "На расстояниях больше X следует учитывать влияние темной материи".
Корректный вопрос (модель, точность, ... что угодно ...) - на Ваш выбор.
Заранее благодарю.

[Munin]

Bozo в сообщении #988864 писал(а):

Правда? Я его не заметил. :-(

Вы же привели ссылку. И её же не заметили?

[Bozo]

Munin в сообщении #988877 писал(а):

Вы же привели ссылку. И её же не заметили?

"- Видишь суслика? - Нет. - А он есть."

Если серьезно, Вы предлагаете мне внимательно прочитать статью?
Я привел ссылку как уточнение к комментарию post988797.html#p988797
На первый взгляд, ответ я в ней не нашел. Почитаю еще раз.

[Munin]

А разве ваш post988745.html#p988745 не ответ на ваш же post988684.html#p988684 ?

[Pphantom]

Bozo в сообщении #988864 писал(а):

Можно ли изменить мою неуклюжую постановку вопроса, чтобы получить на него ответ в виде числа?

По-видимому, нет. Смысл имеет вопрос, нужно ли для объяснения чего-то привлекать такую-то модель (и, собственно, препринт, ссылку на который Вы привели, этим и занимается), но сказать, что "вот до сюда - нет, а дальше - да", увы, не получится.

[Bozo]

Понятно.

Спасибо участникам обсуждения.

[Pphantom]

Pphantom в сообщении #988835 писал(а):

Да и сама работа выглядит несколько странно. Надо посмотреть детальнее...

Да, пожалуй, авторы до некоторой степени выдали желаемое за действительное. Для определения собственных движений они используют каталог, заявленная погрешность определений собственных движений в котором на 4 кпк соответствует прогрешности тангенциальной скорости примерно 80 км/с. Для определения хоть чего-нибудь, кроме общей кривой вращения Галактики (которая и так более-менее известна) этого совершенно недостаточно, соответственно, найти какие-то желаемые эффекты по этим данным невозможно.

[it12345]

Цитата:

Когда Леверье и Адамс предвычисляли положение Нептуна, для них он тоже был "темным веществом"

Вообще - это тёмная история с предвычислением Нептуна. Пишут, что масса Нептуна была завышена что-то раз в 40. Всем было понятно, что если есть планета за Ураном, то она скорее всего будет двигаться по эклиптике и учитывая, что Уран в течении предыдущих десятилетий сначала двигался быстрее, чем ему было положено, а затем - медленнее, то всем было понятно, в каком квадрате неба искать следующую планету. Леверье ничуть не сузил область поисков. Астрономов особо поиски новой планеты не интересовали, хотя они и были в курсе, где её можно искать. Но раз это не оплачивалось - никто и не искал. Пока, наконец, Леверье не задолбал своими письмами Галле и тот в течении 1 ночи открыл Нептун. Между прочим, почти в 1 градусе от местоположения, указанного Леверье. Т.е. Леверье здесь практически ни при чём.