Кое-что о темной материи
Nov. 14th, 2017 09:23 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
atandakil_gunzeРасчеты показывают, что если бы динамика звезд в галактиках определялась только звездами, точнее говоря, их гравитацией, то большая часть гигантских эллиптических галактик классов gE и D (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/2388.html) благодаря динамическому трению (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/1661.html) сегодня представляли бы собой сферические образования (вернее, эллипсоиды вращения - они все же вращаются, и экваториальный диаметр должен был бы быть больше полярного).
На самом же деле они практически всегда представляют собой явно выраженные трехосные эллипсоиды, и размеры их осей по трем координатам вовсе не равны друг другу.
О чем это говорит?
Если кто-то не сообразил - ответ под катом.
Мы знаем, что динамика видимого вещества эллиптической галактики определяется преимущественно гравитационным воздействием темной материи. Просто потому, что масса темной материи галактики намного превосходит массу видимой (барионной) материи.
Тот факт, что видимое вещество эллиптической галактики распределено в виде трехосного эллипсоида говорит о том, что ее темная материя за миллиарды лет не приобретает сферически симметричную форму (или форму эллипсоида вращения) под действием динамического трения.
А вот уже из этого факта выводов - два. Или три. Строго говоря, два с половиной.
1. Если конгломерат темной материи, определяющий форму галактики, продолжает сохранять первоначальную несимметричную форму, несмотря на то, что гравитационное взаимодействие стремится за счет динамического трения придать ему симметричный (близкий к шаровидному) характер, стало быть, внутренняя (тепловая) энергия темной материи сравнима с потенциальной энергией гравитационного взаимодействия. То есть, значительная часть темной материи состоит из частиц с достаточно высокой кинетической энергией (то, что называется "теплой темной материей"). Будь она, темная энергия, преимущественно "горячей", то есть, будь ее тепловая энергия существенно выше гравитационной, она бы "расплывалась" и не сохраняла первоначальную форму, отделяясь от видимого вещества, а если бы она вся была "холодной" с тепловой энергией, существенно меньшей, чем гравитационная, она бы тоже приобрела симметричную форму.
1,5. Соответственно, большая часть темной материи не может представлять собой ненаблюдаемых макроскопических объектов - будь то пыль, астероиды, планемо, коричневые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Этот зоопарк не может иметь столь высокую тепловую энергию, чтобы противостоять гравитационному взаимодействию (макроскопические объекты не могут двигаться с достаточно высокой для этого скоростью).
2 (3). Частицы, из которых состоит темная материя, не рассеиваются друг на друге и, соответственно, не обмениваются импульсами (иначе, чем при гравитационном взаимодействии), иначе их импульсы выравнивались бы, и рано или поздно их пространственное распределение приобрело бы симметричный характер. Темная материя является бесстолкновительной - состоит из не взаимодействующих друг с другом частиц.
На самом же деле они практически всегда представляют собой явно выраженные трехосные эллипсоиды, и размеры их осей по трем координатам вовсе не равны друг другу.
О чем это говорит?
Если кто-то не сообразил - ответ под катом.
Мы знаем, что динамика видимого вещества эллиптической галактики определяется преимущественно гравитационным воздействием темной материи. Просто потому, что масса темной материи галактики намного превосходит массу видимой (барионной) материи.
Тот факт, что видимое вещество эллиптической галактики распределено в виде трехосного эллипсоида говорит о том, что ее темная материя за миллиарды лет не приобретает сферически симметричную форму (или форму эллипсоида вращения) под действием динамического трения.
А вот уже из этого факта выводов - два. Или три. Строго говоря, два с половиной.
1. Если конгломерат темной материи, определяющий форму галактики, продолжает сохранять первоначальную несимметричную форму, несмотря на то, что гравитационное взаимодействие стремится за счет динамического трения придать ему симметричный (близкий к шаровидному) характер, стало быть, внутренняя (тепловая) энергия темной материи сравнима с потенциальной энергией гравитационного взаимодействия. То есть, значительная часть темной материи состоит из частиц с достаточно высокой кинетической энергией (то, что называется "теплой темной материей"). Будь она, темная энергия, преимущественно "горячей", то есть, будь ее тепловая энергия существенно выше гравитационной, она бы "расплывалась" и не сохраняла первоначальную форму, отделяясь от видимого вещества, а если бы она вся была "холодной" с тепловой энергией, существенно меньшей, чем гравитационная, она бы тоже приобрела симметричную форму.
1,5. Соответственно, большая часть темной материи не может представлять собой ненаблюдаемых макроскопических объектов - будь то пыль, астероиды, планемо, коричневые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Этот зоопарк не может иметь столь высокую тепловую энергию, чтобы противостоять гравитационному взаимодействию (макроскопические объекты не могут двигаться с достаточно высокой для этого скоростью).
2 (3). Частицы, из которых состоит темная материя, не рассеиваются друг на друге и, соответственно, не обмениваются импульсами (иначе, чем при гравитационном взаимодействии), иначе их импульсы выравнивались бы, и рано или поздно их пространственное распределение приобрело бы симметричный характер. Темная материя является бесстолкновительной - состоит из не взаимодействующих друг с другом частиц.
