Kysymys:
Tavanomaisen aineen ja pimeän aineen suhde galaksien ulkopuolella
Fattie
2016-06-11 05:51:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Harkitse tämän erinomaisen kaavion sanomista toisesta kysymyksestä.

enter image description here

Aluksi galakseilla on tyypillinen tiheys D. Galaksien välisellä avaruudella on paljon pienempi tiheys d.

Kuten tiedämme: galakseissa (joiden tiheys D) suurin osa kamaa on pimeää ainetta. Sanotaan mukavuuden vuoksi, että se on 10: 1.

Joten pimeän aineen suhde galakseihin on (sanomme) 10: 1.

Mutta tätä ei löydy selitetystä mistään:

(1) Galaktien välisessä tilassa. Ensinnäkin onko mitään pimeää ainetta? Vai uskommeko, että pimeää ainetta on olemassa vain galakseissa? Ei välissä?

(2) Jos galaksien välillä on pimeää ainetta. Tiedämmekö vai uskomme: mikä on pimeän aineen suhde siellä? Itse asiassa, onko se vain sama suhde (esimerkiksi 10: 1) kuin galaksien sisällä? Vai onko se ehkä vielä hallitsevampi vai kenties paljon vähemmän hallitseva? Mikä on suhde siellä?

(3) Jos kaikkialla on pimeää ainetta. Galaksija on filamenteissa ja seinissä. Tekeekö pimeä aine tämän? vai leviääkö se tasaisesti?

Pimeää ainetta ei voida levittää tasaisesti, koska jos se olisi, galaksit eivät olisi yhtä massiivisia kuin ne ovat, eivätkä ne linssisi valoa niin paljon kuin heillä on tai niillä on kiertoradat, joita ulkotähdet tekevät. Pimeä aine kasautuu galaksien ympärille varmasti. Mutta kuinka yleistä se on galaksien välillä, en ole varma kukaan tietää. Mielenkiintoinen kysymys, mutta mielestäni vastaamaton.
Arvostan näitä tietoja, @userLTK - olisi hienoa nähdä keneltä tahansa tähän miellyttävä vastaus!
Molemmat näistä vastauksista ovat erinomaisia, ja kiitän teitä molempia. Napsautisin molempien vastausten palkkioita (On typerää, että SO-sivustoissa ei voi yksinkertaisesti napsauttaa "palkkio".) Menin eteenpäin ja napsautin palkkia edelliseen vastaukseen, jotta sitä ei hukata. Nämä vastaukset (valitettavasti tavallaan!) Vain *** "herättävät uusia kysymyksiä! ***. Se on hyvin ajatuksia herättävää, ja arvostan jälleen kerran todella vastauksia, kiitos.
Kaksi vastused:
#1
+12
Peter Erwin
2016-06-13 23:26:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Anna minun nähdä, voinko vastata ainakin osaan tästä.

  1. Kyllä, galaksien välillä on pimeää ainetta. Tämän osoittaa se tosiasia, että galaksiryhmissä ja klustereissa tarvitaan enemmän pimeää ainetta kuin mitä itse galaksit löytävät selittääkseen mitä tapahtuu: miksi ryhmät tai klusterit ovat painovoimaisesti sidottuja ryhmien / klustereiden sisällä olevien galaksien äärimmäisistä nopeuksista huolimatta; miksi klustereissa oleva röntgensäteitä lähettävä kaasu on niin kuumaa ja korkeapaineista, mutta silti vain klusterissa; ja selittämään taustagalaksien gravitaatiolinssit klustereilla. (Tukevat myös havainnot esimerkiksi Sunyaev-Zeldovichin vaikutuksesta klustereissa.) Tämä on myös yksi modifioidun Newtonin dynamiikan epäonnistumismoodeista vaihtoehtona pimeälle aineelle: vaikka luulet voivasi päästä eroon pimeästä aineesta galaksien sisällä, tarvitset silti pimeää ainetta galaksiryhmissä, itse galaksien lisäksi.)

    Ja tietysti kosmologiset mallit osoittavat, että pimeän aineen osuus on noin 25% maailmankaikkeuden kriittisestä tiheydestä. Saadaksesi niin paljon pimeää ainetta, sinulla on oltava enemmän pimeää ainetta kuin mitä yksittäisten galaksien sisällä on.

  2. "Jos välillä on pimeää ainetta galaksit. Tiedämmekö vai uskomme: mikä on pimeän aineen suhde siellä? " Mielestäni yksinkertaisin tapa vastata tähän olisi ottaa pimeä aine / bariaoni-aine-suhde koko maailmankaikkeudelle, nykyisten kosmologisten havaintojen ja mallien määrittämänä. Suhde on noin 5: 1.

  3. "Hehkulangoissa ja seinissä on galakseja. Tekeekö pimeä aine vai leviääkö se tasaisesti?" Kyllä, pimeä aine tekee tämän. Syy siihen, että näemme galakseja filamenteissa, klustereissa ja muureissa, on koska pimeä aine on painunut painovoimaisesti niihin rakenteisiin; tässä mittakaavassa galaksit ovat pohjimmiltaan matkan varrella, seuraamalla pimeän aineen tekemän painovoiman vetoa. Syy filamenteissa esiintyviin galakseihin johtuu sekä säännöllisen että tumman aineen tiheyden epätasaisesta jakautumisesta kaikkialla maailmankaikkeudessa. Ylikuormitus johtaa aineen romahtamiseen muodostaen (esimerkiksi) galaksin, mutta ylikuormitus voi olla epäsymmetrinen. Tämä johtaa siihen, että romahdus tapahtuu nopeammin yhteen tiettyyn suuntaan, jolloin galaksit muodostuvat filamentteihin (katso esim. tämä yhteenvetoartikkeli).

    Tämä sivu: lla on kuvia laajamittaisesta kosmologisesta simulaatiosta (Millennium Simulation). Suurin osa kuvista, joissa filamenttirakenne näkyy eri mittakaavoissa, näyttää pimeän aineen vain.

Pyhä jysäys. Joten, kun otetaan huomioon "galaksin pyörimisnopeusongelma". . . sanot, että on samanlainen ongelma seuraavassa mittakaavassa ryhmien ja klustereiden kanssa ?? Pohjimmiltaan: jäsenet (ryhmien / klustereiden liikkuvat liian nopeasti, ts. Heidän pitäisi paeta, mutta eivätkö? Onko totta? Helvetin kellot!
"(ryhmien / klustereiden jäsenet liikkuvat liian nopeasti, ts. heidän pitäisi paeta, mutta eikö? Onko se totta?" - Kyllä, täsmälleen! Klustereissa on yleensä huomattava määrä ylimääräistä bararyonista ainetta kuumana, Röntgensäteitä säteilevä galaksien välinen kaasu - itse asiassa enemmän massaa kuin galaksien tähdissä -, mutta se ei silti ole tarpeeksi massaa pitämään ryppegalaksit ja galaksien välinen kaasu lentämästä erillään.
Hei @PeterErwin. Selvä, kiitos tästä paljon. Palasin takaisin ja tein joitain perustutkimuksen uudelleenlukemista! Todellakin, jos en erehdy, historiallisessa kuvassa huomattiin ensin "klusteriongelma"; myöhemmin "galaksiongelma" huomattiin. Pyhä jysäys! Se on kuin koko universumini olisi käännetty nurinpäin.
#2
+6
J. O'Brien Antognini
2016-06-13 22:17:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lyhyt vastaus kysymykseesi on ei, galaksien välillä ei ole pimeää ainetta, ainakin millään tuntuvalla tasolla.

Galaksien välillä on tavallinen aine, jota kutsutaan intergalaktiseksi väliaineeksi (IGM). IGM on erittäin laimea, kuuma kaasu, joka läpäisee galaksien välisen tilan. IGM: n tyypillinen tiheys on noin yksi vetyatomi kuutiometriä kohti ja sen lämpötila on noin 10 ^ 6 K. Nämä korkeat lämpötilat pitävät IGM: n paine tasapainossa minkä tahansa galaksin kanssa ja estävät sen romahtamisen galakseihin.

Pimeä aine on kuitenkin kylmä, eikä siinä ole kaasun painetukea IGM: ssä, joten se tiivistyy galakseihin. [1] Yksi mielenkiintoinen ero pimeän aineen ja tavallisen aineen välillä on, että pimeällä aineella ei ole minkäänlaista jäähdytysmekanismia. Seurauksena on, että kun tavallinen aine romahtaa galaksiin, se voi jäähtyä ja tiivistyä suhteellisen pieneen tilaan ja muodostaa myöhemmin tähtiä ja planeettoja. Pimeä aine on kuitenkin edelleen laajentunut, koska sillä ei ole mitään keinoa irrottaa gravitaatiopotentiaalia. Galaksiilla on siis huomattava tumma-ainehalo, jossa pimeän aineen ja tavallisen aineen suhde kasvaa huomattavasti muutaman galaktisen säteen päässä keskustasta. Itse galaksissa tavallinen aine on hallitseva ainakin suuruusluokalla, mutta tavallisen aineen tiheys putoaa eksponentiaalisesti, kun taas pimeä aine putoaa vain etäisyyden kuution kanssa, jolloin pimeä aine hallitsee muutaman galaktisen säteen päässä galaksi.

Yksi mielenkiintoinen kysymys on, esiintyykö pimeän aineen haloja intergalaktisessa avaruudessa ilman vastaavaa isäntägalaksia keskellä. Sikäli kuin voimme kertoa, vastaus näyttäisi olevan ei, tai ainakin tällaisten rakenteiden on oltava melko pieniä ja äärimmäisen harvinaisia. On kääpiögalakseja (vain noin 10 ^ 6 aurinkomassaa tai niin), joissa on valtavia pimeän aineen haloja (paljon suhteessa niiden kokoon verrattuna Linnunradaan), mutta melkein jokaisessa halossa näyttää olevan ainakin joitain tavallisia aineita, ei väliä kuinka heikko.

Kosmiset tyhjät tilat ovat vielä äärimmäisempi esimerkki. Tyhjyyksiä hallitsee pimeä energia, ja siksi ne laajenevat nopeammin kuin muu maailmankaikkeus. Tyhjyys pyrkii työntämään minkä tahansa aineen (pimeän tai muun) seiniin, jotka erottavat ne ympäröivistä aukoista. Todellisessa mielessä maailmankaikkeus on tehty tyhjiöistä, ja kaikki, mitä tiedämme, on seinät ja hehkulangat, jotka erottavat ne. Tässä artikkelissa tutkittiin pimeän aineen haloja kosmisissa aukoissa ja todettiin lähinnä, ettei niitä ollut. Toisin sanoen he havaitsivat, että kosmisen tyhjiön pimeän aineen haloissa on isäntägalaksia yhtä usein kuin pimeän aineen haloissa kosmisen tyhjyyden ulkopuolella (eli melkein aina).

[1]: Ollakseni aivan pedanttinen, en epäilisi, että galaktien välisessä tilassa on muutamia pimeän aineen partikkeleita. Mutta olisin yllättynyt, jos sen tiheys ylittäisi (jo hämärän) tavallisen aineen tiheyden IGM: ssä.

Galaksiryhmät ovat täynnä pimeää ainetta, joka ei liity galaktisiin haloihin.
Erittäin totta, vaikka väliintuloa ei pidetä osana IGM: ää. Sen katsotaan pikemminkin olevan osa erillistä "klusterinsisäistä väliainetta" tai ICM: ää.
Okei, olisin samaa mieltä siitä, mutta ensimmäinen kappaleesi on liian vahva huomaamatta ensin, että määrität olennaisesti galaksin laajuuden sen pimeän aineen laajuudella. Siitä huolimatta luulen silti, että baryonisen ja tumman aineen tiheydessä on erittäin suuria vaihteluita ja että tumma aine löytyy "galaksien väliltä" tavalla, jolla useimmat ihmiset ajattelevat niistä.
Tämä artikkeli: http: //adsabs.harvard.edu/abs/2012ApJ...746...38Muses kosmologiset N-kehon simulaatiot väittääkseen, että pimeä aine ulottuu hyvin halojen virussäteiden ulkopuolelle ("Galaktisten alueiden välinen tila on täynnä [ tumma] aine. Galaksien hännät ulottuvat suurille etäisyyksille ilman raja-arvoja, kun taas galaksien valokomponentilla on tietty raja-aukko, joka vastaa jäähdytyssädettä. ")
@RobJeffries on vain utelias .. olisiko mielipiteesi siitä, että baryoninen aine on enimmäkseen galakseissa (mukaan lukien kääpiögalaksit ja pallomaiset ryhmät) ja että "intergalaktisessa avaruudessa" on paljon suurempi osuus pimeästä aineesta?
"Pimeä aine on kuitenkin kylmä, eikä siinä ole kaasun painetukea IGM: ssä, joten se tiivistyy galakseihin." - Ehkä tämä on pedanttista, mutta ajattelin, että yksimielisyys oli sellainen kuin @PeterErwin totesi, tumma aine tiivistyi ensin, joka sitten "vetää" ainetta, joka tiivistyy galakseihin, ei päinvastoin.
Ensinnäkin, tämä on hämmästyttävää tietoa ... että drk-aineella ei ole kelausmekanismia, joten normaali aine romahtaa siihen, mitä me puhekielellä kutsumme galakseiksi, ja pimeä aine pysyy "kokonaispallona" ("halo" meidän näkökulmastamme). näkymä) ...
Toiseksi näyttää olevan kaksi perusjännitettä, J.O.A. on - uskon - ajatella ja kuvata "koko pimeän aineen palloa" "galaksiksi" ja sitten "näiden pallojen välillä ei ole paljoa" (jos ymmärrän.) Erwin / Jeffries kuitenkin huomauttavat, että pimeää ainetta on jopa sen ulkopuolella: kuitenkin JOA näyttää pitävän sitä enemmän ICM: nä.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...