Что такое темная материя?

[F.Ruslan]

Простите за лоховитость, но всё свелось к мерянью источниками информации , извините и не обижайтесь. Что-то по Вашей дискуссии я не понял - так она есть или её нет. Максимум, что понял, что ТМ есть, но её невозможно увидеть (и это понятно- она же тёмная и не знает о нашем существовании ), но также и правильно рассчитать, т.к. она - это что-то из допусков к космологии. Возможно я и неправ. Сразу прошу прощения - не разбираюсь я в этом, но мне интересно. Я не помню где читал теорию о том, что ТМ и ТЭ окружает любую галактику, но получается, что в самой галактике её или их нет вообще, что ли? А может быть какие-то расчеты не совсем верны, что пришлось вводить понятия ТМ и ТЭ? Ещё раз простите за непонимание

[Дмитрий Вибе]

Что-то по Вашей дискуссии я не понял - так она есть или её нет.

Если бы по дискуссиям на Астрофоруме можно было такие проблемы решать...

[Denise]

Наверное, сейчас происходит скрытая «гонка» между некоторыми учеными, пытающимися найти решение этой проблемы, возможно, они и уверяют всех в реальности скрытой массы, чисто для отвода глаз.   

[Дмитрий Вибе]

Наверное, сейчас происходит скрытая «гонка» между некоторыми учеными, пытающимися найти решение этой проблемы, возможно, они и уверяют всех в реальности скрытой массы, чисто для отвода глаз.   

Отвода глаз кого от чего? И почему Вы называете гонку скрытой? Тех ста с лишним статей, что я Вам показал, Вам все равно мало?

[hoarfrost]

Честно говоря, непонятно в чём проблема-то...

-> Strannik

Наверное, сейчас происходит скрытая «гонка» между некоторыми учеными, пытающимися найти решение этой проблемы, возможно, они и уверяют всех в реальности скрытой массы, чисто для отвода глаз.

Гм... А что вы пониманете под "реальностью скрытой массы"?

Если закон всемирного тяготения верен, то темная материя есть. Она есть просто потому, что есть нечто, оказывающее гравитационное воздействие на звёзды, скопления и галактики. Если закон всемирного тяготения верен, то это наблюдательный факт.

А вот что это такое...

Кстати, насчёт белых карликов. А сколько времени должен остывать белый карлик для того, чтобы стать нам невидимым, при условии, что он находится от нас на расстоянии r? Не получается ли так, что для того, что бы "скрытая масса" заключалась бы в белых карликах, то немалую часть из них мы бы могли видеть в телескопы просто потому, что остывают они довольно долго?

Как лучше это оценить? Я попробовал через закон Стефана-Больцмана и уравнение для внутренней энергии U = (3/2)νRT, и у меня получилась фантастическая цифра в 13,8 миллиардов миллиардов лет до остывания белого карлика массой в 1 массу Солнца от температуры в 100 000 К до 2000 К. (Да и для 10000 К будет почти тоже самое).

[Maxxoft]

Самореклама.
http://www.inasan.ru/~dwiebe/popart/darkener.html

Очень интересно и доступно 

Действительно, очень доступно и понятно изложено. Присоединяюсь...

[Дмитрий Вибе]

Кстати, насчёт белых карликов. А сколько времени должен остывать белый карлик для того, чтобы стать нам невидимым, при условии, что он находится от нас на расстоянии r? Не получается ли так, что для того, что бы "скрытая масса" заключалась бы в белых карликах, то немалую часть из них мы бы могли видеть в телескопы просто потому, что остывают они довольно долго?

Остывание белых карликов -- это тоже очень развитая тема, не в последнюю очеред из-за интереса к белым карликам гало. Вот даже не удержался, перевел кусок из обзора D. Koester "White dwarfs: Recent developments", Astronomy and Astrophysics Review, Volume 11, Number 1, May 2002, 33 - 66

"История поисков БК в гало испытала новый поворот в 1998 году, когда Hansen (1998) привлек внимание к тому факту, что белые карлики с водоробными атмосферами при остывании не становятся краснее, а наоборот синеют... Причина -- источник непрозрачностей, который хорошо известен и, но никогда не включался в модели атмосфер при таких низких эффективных температурах и больших значениях силы тяжести. У молекулы водорода H₂ нет постоянного электрического дипольного момента, но в среде с очень высокой плотностью столкновение с другой молекулой H₂ или атомом He может индуцировать временный дипольный момент, который приведет к чрезвычайно сильному квазинепрерывному поглощению. При T_eff < 3000 K именно это поглощение определяет форму спектра: причем сильное подавление потока в ИК приводит к его перераспределению и смещению максимума в более коротковолновую область... Конечно, такое может произойти только в атмосфере, содержащей водород. Значительная доля БК имеет чисто гелиевые атмосферы; они при остывании краснеют.

Значительный прогресс достигнут и в понимании эволюции холодных белых карликов, снова благодаря Hansen (1999). Он указал, что при очень низких температурах конвективная зона простирается через всю невырожденную область вплоть до верхней атмосферы. Из-за отсутствия промежуточного радиативного слоя температурная структура этой зоны очень сильно зависит от атмосферных условий, и потому очень важно использовать корректные модели атмосфер с детальным учетом переноса излучения (серые модели, например, не подходят) в качестве граничного условия... Применив эти улучшенные граничные условия, Hansen пришел к выводы о сильнейших различиях во временах охлаждения БК с водородными и гелиевыми атмосферами. Если в модели водородного карлика с массой 0.6 M_о к возрасту 10 млрд. лет светимость все еще была log L/L_о = −4.5, то гелиевый карлик к тому же времени остыл до log L/L_о = −6.0. Таким образом, диапазон поисков белых карликов гало сужается до голубых водородных БК с M_V > 17 − 18."

[Дмитрий Вибе]

Насчет сможем ли мы их увидеть, вопрос тонкий. История его примерно такова. Был такой проект -- MACHO. По поиску микролинзирования массивными компактными объектами гало. Они за шесть лет в направлении на Магеллановы Облака пронаблюдали около 20 событий микролинзирования, каковые были интерпретированы как вызываемые компактными объектами с массой порядка 0.6 массы Солнца. По нынешним представлениям, это белые карлики. Чтобы за шесть лет дать 15-20 событий на площади Магеллановых Облаков, всего этих белых карликов должно быть около 10¹¹ штук. По массе это еще не объясняет всё темное гало, но уже составляет заметную его часть.

С тех пор многие пытались эти карлики отнаблюдать. Если эти карлики распределены равномерно по гало, то для радиуса, скажем, 50 кпс получаем что-то вроде 0.01 карлика на пс^-3. Это существенно больше того, что дают имеющиеся наблюдательные оценки. Но никто не обещал, что они распределены по гало равномерно!

Другое дело, трудно объяснить, откуда взялись эти карлики и куда делись. Если это было обычное звездное население, где оставшиеся от него звезды, время жизни которых превышает возраст Галактики? Если это были обычные белые карлики, где углерод и азот, синтезированные звездами-предшественницами?

[Denise]

arXiv:gr-qc/0104064 v5 10 Mar 2005
понимайте как хотите...

[Дмитрий Вибе]

arXiv:gr-qc/0104064 v5 10 Mar 2005

Strannik, так Вы за темную материю или против? Если за, то к чему был пафосный пост в начале темы? Если против, то к чему эта ссылка?

Или вот это

понимайте как хотите...

и есть Ваш ответ?

[А_лексей_]

...всего этих белых карликов должно быть около 10¹¹ штук. По массе это еще не объясняет всё темное гало, но уже составляет заметную его часть.

Врядли это перекроет хоть сколько-нибудь заметную часть темного вещества.   0,6•10¹¹ масс Солнца – это меньше даже половины веса галактического гало. А для того, чтобы звездная система была устойчивой, масса темного вещества должна быть в пять раз больше массы гало.
Кстати, я тут подумал, что теорию о невидимой галактической короне трудно представить состоятельной. Вот если взять, к примеру, процесс столкновения галактик. Тогда катастрофические взрывы должны начаться задолго до сближения галактических гало, т.к. должна будет столкнуться эта самая темная материя. Но наблюдая взаимодействующие галактики таких процессов мы не видим.

[Дмитрий Вибе]

для того, чтобы звездная система была устойчивой, масса темного вещества должна быть в пять раз больше массы гало.

Почему?

должна будет столкнуться эта самая темная материя

Должна будет столкнуться с чем?

[А_лексей_]

для того, чтобы звездная система была устойчивой, масса темного вещества должна быть в пять раз больше массы гало.

Почему?

должна будет столкнуться эта самая темная материя

Должна будет столкнуться с чем?

1. Когда рассчитали, как должна вести себя система, состоящая только из гало и диска, то оказалось, что такая система не является устойчивой, как это наблюдается. Для того чтобы она была устойчивой, необходимо, чтобы вокруг гало существовала массивная корона. Из условия устойчивости и была определена ее масса.

2. При столкновении двух галактик, сталкивается диск одной галактики с диском другой, так? Но если диски этих двух галактик окружены невидимой субстанцией, то в первую очередь должны друг с другом столкнуться эти субстанции. И я так думаю, что без потрясающих спецэффектов это не прошло бы.

[hoarfrost]

2. При столкновении двух галактик, сталкивается диск одной галактики с диском другой, так? Но если диски этих двух галактик окружены невидимой субстанцией, то в первую очередь должны друг с другом столкнуться эти субстанции. И я так думаю, что без потрясающих спецэффектов это не прошло бы.

2.1. А что вы понимаете под столкновением двух гало, состоящих из тёмной материи?
2.2. Почему мы должны это увидеть? (Если саму материю, например, мы сейчас не видим?)

[Denise]

arXiv:gr-qc/0104064 v5 10 Mar 2005

Strannik, так Вы за темную материю или против? Если за, то к чему был пафосный пост в начале темы? Если против, то к чему эта ссылка?

Я думаю, что для объяснения некоторых наблюдательных феноменов вовсе незачем придумывать невидимые вещи, ответ где то рядом, он у всех на виду, вопрос только в системе мировоззренческих взглядов, которые не дают рассмотреть очевидное.
А Вы прочитайте, что в ссылке написано...

[Дмитрий Вибе]

1. Когда рассчитали, как должна вести себя система, состоящая только из гало и диска, то оказалось, что такая система не является устойчивой, как это наблюдается.

Можно источник посмотреть? Кто рассчитал?

2. При столкновении двух галактик, сталкивается диск одной галактики с диском другой, так? Но если диски этих двух галактик окружены невидимой субстанцией, то в первую очередь должны друг с другом столкнуться эти субстанции.

Столкнуться могут звезды из обоих дисков или газопылевые облака из обоих дисков. Вероятность столкновения звезд ничтожно мала -- маленькие они слишком. Сталкиваются облака -- по причине большого размера. Точно также и составные элементы этих "субстанций" из двух галактик будут сталкиваться только при условии своего большого размера.

И я так думаю, что без потрясающих спецэффектов это не прошло бы.

Только при условии, что фильм будет снимать Эммерих.

[Дмитрий Вибе]

А Вы прочитайте, что в ссылке написано...

Читаю (из Заключения):

"В этой статье мы обсудили оборудование, теоретические модели и методы анализа данных, использованные при вычислении аномального ускорения "Пионеров". Также выполнен обзор возможных систематических ошибок, которые могли бы объяснить этот эффект. В их число входят как расчетные ошибки, так и экспериментальные, относящиеся как к системам самого аппарата, так и к внешним системам. Опираясь на данные об орбите "Пионера-10" (с 3 января 1987 г. по 22 июля 1998 г.) и на более детальный анализ систематических ошибок, мы приходим к следующему результату a_P = (8.74 +/- 1.33) х 10^-8 cm/s².

...

В настоящий момент мы не нашли ни одного механизма или теории, которые объяснили бы аномальное ускорение."

И где тут связь с тем, что

для объяснения некоторых наблюдательных феноменов вовсе незачем придумывать невидимые вещи, ответ где то рядом, он у всех на виду, вопрос только в системе мировоззренческих взглядов, которые не дают рассмотреть очевидное.

[А_лексей_]

2.2. Почему мы должны это увидеть? (Если саму материю, например, мы сейчас не видим?)

Если все-таки представить, что данная темная корона состоит из объектов, подобных черным дырам, то визуально, действительно, это врядли удастся наблюдать. Но черные дыры совершенно не видны только когда они ни с чем не взаимодействуют. А когда они образуют бинарные системы, такие как Х1 Лебедя, то они хорошо заметны в рентгеновском излучении. Поэтому столкновение темных субстанций могло быть хорошо заметно, хотя бы, в рентген спектре, т.к. объекты, входящие в их состав, стали бы взаимодействовать между собой.

...Точно также и составные элементы этих "субстанций" из двух галактик будут сталкиваться только при условии своего большого размера.

Полностью согласен, либо при большом их размере, либо при большой плотности распределения в пространстве.

А источник вот эта книга:

[А_лексей_]

Вот сам текст:

[hoarfrost]

2.2. Почему мы должны это увидеть? (Если саму материю, например, мы сейчас не видим?)

Если все-таки представить, что данная темная корона состоит из объектов, подобных черным дырам, то визуально, действительно, это врядли удастся наблюдать. Но черные дыры совершенно не видны только когда они ни с чем не взаимодействуют.

Это да.

А когда они образуют бинарные системы, такие как Х1 Лебедя, то они хорошо заметны в рентгеновском излучении.

Да. Конечно.

Поэтому столкновение темных субстанций могло быть хорошо заметно, хотя бы, в рентген спектре, т.к. объекты, входящие в их состав, стали бы взаимодействовать между собой.

Минуточку. Какие объекты? Черные дыры с черными дырами? Ведь двойных систем вида Лебедь X-1 "там что-то не особо". А если было на что смотреть, ты мы бы всё это видели и всю эту массу отнюдь не тёмной материей бы называли.

Хотя вот, если получится, то может быть и взаимодействие черных дыр с чёрными дырами будем регистровать... Но пока, насколько я понимаю, об этом говорить ещё рано.

А источник вот эта книга:

Гм... Не стану сразу же "катить бочку" на авторов, но некоторые фразы вызывают подозрение...
Например:

Подведём итог этой стадии образования Галактики. Сжатие протогалактического облака происходило примерно в течении трёх миллиардов лет. Затем начался процесс образования и эволюции звёзд.

Что-то поздновато... уже на HUDF галактики чуть-ли не бриллиантами сверкают от звездообразования, которое шло тогда раз в 10 (если я помню правильно) интенсивнее, чем сейчас. А это - 700 миллионов лет после большого взрыва.

Да и вот эта фраза:

Образование звёзд не могло продолжаться до тех пор, пока оставалось хоть сколько-нибудь строительного материала - вещества газопылевого облака. Ведь для образования звёзд из этого вещества надо, чтобы оно имело достаточную плотность. А плотность со временем стала уменьшаться. Это происходило, во-первых потому, что часть вещества изымалась на создание звёзд, а во-вторых, потому, что взрывы Сверхновых разбивали образующиеся неоднородности газопылевого облака.

Вызывает некоторое подозрение.

P.S. Лично моё мнение - вместо того, чтобы вставлять отсканированные страницы, вы бы лучше привели требуемую вам цитату. А то и читать неприятно и трафик (или время) поедают. Ну если уж совсем не можете выделить пару минут на набор интересующего вас фрагмента, то хоть сделали бы страницы не цветными (а ещё лучше - чёрно белыми) и поярче.