Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Темная материя  (Прочитано 30463 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн HellbatАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 15
  • Благодарностей: 1
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Hellbat
Темная материя
« : 23 Мар 2015 [21:54:46] »
   Неудобно даже беспокоить столь образованную публику такой ерундой, но читая о темной материи не нашел ответов на несколько вопросов :
1. Возможно ли получение частиц кандидатов на роль темной материи в земных условиях ?
2. Почему темная материя не образует темных планет и темных звезд, а если образует то где они.
3. Почему в СС темная материя почти отсутствует
4. Если есть материя и анти материя, есть ли антипод для темной материи ?

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Темная материя
« Ответ #1 : 23 Мар 2015 [22:58:55] »
0. Лучше не использовать этот неудачный термин - "темная материя". Гораздо симпатичнее "скрытая масса" или "небарионное вещество".
1. Их бы сначала зарегистрировать в земных условиях. Ну а после этого можно задуматься о синтезе. Нам бы коллайдер покруче.
2. Потому что она чрезвычайно слабо взаимодействует с обычным веществом и сама с собой  только гравитационно. Некуда скинуть лишнюю кинетическую энергию.
3. Не так уж ее и мало. Можно в сети найти оценки. Я когда-то искал, да не сохранил.
4. Опять же. Не "материя и антиматерия", а "вещество и антивещество". Оставьте слово "материя" философам. Пусть играются. Думаю, как и у всех частиц, и у WIMP-частиц должны быть античастицы.

Оффлайн VladTK

  • *****
  • Сообщений: 2 182
  • Благодарностей: 61
  • Через тернии к звездам
    • Сообщения от VladTK
Re: Темная материя
« Ответ #2 : 24 Мар 2015 [08:14:08] »

Существует два вида взглядов на проблему темной материи(ТМ). Первый, самый широко распространенный, что ТМ представляет собой некие облака вокруг галактик, состоящие из неизвестных современной физике частиц. Второй, что ТМ есть следствие модификации гравитации на больших расстояниях (или существование на больших расстояниях неких неизвестных взаимодействий).

1. Возможно ли получение частиц кандидатов на роль темной материи в земных условиях ?

Если верен первый вид взглядов, то возможно открытие частиц ТМ (а возможно и нет, если например частицы ТМ взаимодействуют только гравитационно). Если верен второй, то никаких частиц открыто не будет.


2. Почему темная материя не образует темных планет и темных звезд, а если образует то где они.
3. Почему в СС темная материя почти отсутствует
4. Если есть материя и анти материя, есть ли антипод для темной материи ?


Эти вопросы имеют смысл только в рамках первого вида взглядов.


На вопрос 2 ответил zam2 - частицам ТМ некуда сбросить лишние энергию-импульс-момент импульса.


3. ТМ в СС присутствует. Из моделей ТМ в нашей Галактике следует, что плотность ТМ в районе СС составляет где-то 0,3 Гэв/см3. Таким образом при равномерном распределении ТМ ее масса, содержащаяся в пределах орбиты Плутона составит порядка 10-7 Земной. Такая масса практически не влияет на движение объектов СС. Правда имеется серьезное сомнение, что вблизи Солнца плотность ТМ останется близкой к равномерной. Скорее всего определенная (причем довольно высокая) концентрация ТМ здесь должна наблюдаться.


4. Если существуют частицы ТМ, то обязательно должны существовать и их античастицы.
Celestron C6-N

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Темная материя
« Ответ #3 : 24 Мар 2015 [09:03:11] »
некуда сбросить лишние энергию-импульс-момент импульса.
Импульс и момент импульса вы зря упомянули. Когда из газо-пылевого облака формируется звезда, с импульсом и моментом импульса ничего не происходит. Какие были, такие и остались. А вот потенциальная энергия превращается в кинетическую, та в тепловую и высвечивается излучением в окружающее пространство. Теорема о вириале, пес ее возьми.

Оффлайн yisnep

  • *****
  • Сообщений: 4 201
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от yisnep
Re: Темная материя
« Ответ #4 : 24 Мар 2015 [09:58:14] »
Существует два вида взглядов на проблему темной материи(ТМ).
Три. Третий - ученые временно, на скорую руку, придумали ТМ, чтобы не выглядеть совсем уж беспомощными.  :D

Правда имеется серьезное сомнение, что вблизи Солнца плотность ТМ останется близкой к равномерной. Скорее всего определенная (причем довольно высокая) концентрация ТМ здесь должна наблюдаться.
Вблизи, это, примерно, в каких пределах?

Оффлайн HellbatАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 15
  • Благодарностей: 1
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Hellbat
Re: Темная материя
« Ответ #5 : 24 Мар 2015 [10:03:40] »
Хорошо, таким образом ТМ равномерно распределена в пространстве, или же образует гало вокруг галактик ? Если второе, то почему именно такое распределение ТМ в галактиках (здравый смысл подсказывает что у центра галактики ТМ должно быть намного больше)

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Темная материя
« Ответ #6 : 24 Мар 2015 [10:29:05] »
здравый смысл подсказывает что у центра галактики ТМ должно быть намного больше
А Ваш здравый смысл учитывает, что масса ТМ больше массы видимого в-ва?
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Темная материя
« Ответ #7 : 24 Мар 2015 [10:29:57] »
Хорошо, таким образом ТМ равномерно распределена в пространстве, или же образует гало вокруг галактик ?
Образуют гало. Примерно вот так:

Но следует учитывать, что картинка уж очень схематична. Гало не обязательно такой правильной формы. Скорее это клочковатое облако. Но вычислять его форму крайне тяжело.
Если второе, то почему именно такое распределение ТМ в галактиках (здравый смысл подсказывает что у центра галактики ТМ должно быть намного больше)
Тут дело в том, что нужно переставить причину и следствие. Не ТМ собирается вокруг галактик, а наоборот, галактики дрейфуют в места скопления ТМ. И многие еще не успели доплыть до места назначения.
« Последнее редактирование: 24 Мар 2015 [11:08:02] от zam2 »

Оффлайн yisnep

  • *****
  • Сообщений: 4 201
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от yisnep
Re: Темная материя
« Ответ #8 : 24 Мар 2015 [10:38:09] »
А вот потенциальная энергия превращается в кинетическую,...
Четвертый взгляд - до тех пор, пока в гравитации кинетическую энергию будут "получать" из потенциальной, так и придется придумывать всякие ТМ. ::)

Интересующийся Дед

  • Гость
Re: Темная материя
« Ответ #9 : 24 Мар 2015 [11:04:24] »
3. Почему в СС темная материя почти отсутствует

здравый смысл подсказывает что у центра галактики ТМ должно быть намного больше
А Ваш здравый смысл учитывает, что масса ТМ больше массы видимого в-ва?

Придумал себе некую отдалённую аналогию проявления ТМ. Кстати, для меня отметающая многие вопросы.

Очень большое круглое озеро (межгалактическое пространство). Где-то вдали от берегов на круге небольшой площади много-много насосов качающих воду куда-то. Вдали от круга насосов (Галактика) скорость воды к кругу малая. Вблизи круга насосов скорость воды наибольшая и направленная к центру круга. И чем ближе к центру, тем скорость воды меньше. Внутри круга насосов (Галактика) насосы расположены неравномерно. Отдельными кружками (например, СС) и отдельные кружки друг от друга далеки. Идея аналогии понятна?

Много вопросов снято. Но есть принципиальный вопрос. Относительная скорость ТМ и звёзд не является ли определяющим фактором взаимодействия вещества и ТМ?

Оффлайн yisnep

  • *****
  • Сообщений: 4 201
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от yisnep
Re: Темная материя
« Ответ #10 : 24 Мар 2015 [12:10:33] »
Но есть принципиальный вопрос. Относительная скорость ТМ и звёзд не является ли определяющим фактором взаимодействия вещества и ТМ?
Допустим, что является. Тогда, как должен выглядеть закон взаимодействия вещества и ТМ?
Впрочем, поскольку я не признаю слова "взаимодействие" применительно к гравитационным явлениям, то спрошу по-другому. Как, в таком случае, должен выглядеть закон, позволяющий веществу и ТМ уживаться в едином пространстве-времени?

Оффлайн VladTK

  • *****
  • Сообщений: 2 182
  • Благодарностей: 61
  • Через тернии к звездам
    • Сообщения от VladTK
Re: Темная материя
« Ответ #11 : 24 Мар 2015 [14:52:14] »
Импульс и момент импульса вы зря упомянули. Когда из газо-пылевого облака формируется звезда, с импульсом и моментом импульса ничего не происходит. Какие были, такие и остались. А вот потенциальная энергия превращается в кинетическую, та в тепловую и высвечивается излучением в окружающее пространство. Теорема о вириале, пес ее возьми.


Ну почему же зря упомянул? Если тот же момент импульса у газо-пылевого облака слишком велик то и звезда может не образоваться.


Правда имеется серьезное сомнение, что вблизи Солнца плотность ТМ останется близкой к равномерной. Скорее всего определенная (причем довольно высокая) концентрация ТМ здесь должна наблюдаться.
Вблизи, это, примерно, в каких пределах?


Это зависит от отношения потенциальной энергии частиц ТМ к их кинетической энергии (больцмановское распределение по расстояниям от Солнца). Считается что ТМ является "холодной" - Cold Dark Matter (CDM). Поэтому тут возникают разные ситуации.


Хорошо, таким образом ТМ равномерно распределена в пространстве, или же образует гало вокруг галактик ? Если второе, то почему именно такое распределение ТМ в галактиках (здравый смысл подсказывает что у центра галактики ТМ должно быть намного больше)


Я не удачно выразился. Равномерное распределение подразумевалось на масштабах СС. В масштабе Галактики и далее распределение плотности ТМ конечно неравномерное.


Образуют гало. Примерно вот так:
...
Но следует учитывать, что картинка уж очень схематична. Гало не обязательно такой правильной формы. Скорее это клочковатое облако. Но вычислять его форму крайне тяжело.


Ну не так чтоб сверхтяжело - фактически в уравнении Пуассона левую часть в наблюдениях определить. Хотя задача в наблюдательном плане и нелегкая.

Celestron C6-N

Интересующийся Дед

  • Гость
Re: Темная материя
« Ответ #12 : 24 Мар 2015 [19:00:44] »
Но есть принципиальный вопрос. Относительная скорость ТМ и звёзд не является ли определяющим фактором взаимодействия вещества и ТМ?
Допустим, что является.

Спасибо!

Тогда, как должен выглядеть закон взаимодействия вещества и ТМ?

Не знаю. Выведение законов – это не про меня.

Впрочем, поскольку я не признаю слова "взаимодействие" применительно к гравитационным явлениям, то спрошу по-другому.

Здесь проще, не надо быть семи прядей во лбу. Коль скоро Вы употребили
Цитата
Допустим, что является.

то почему не допустить, что взаимодействие вещества и ТМ и есть сама гравитация. В одной теории это гравитационное взаимодействие, в другой мировые пространства-времени… 

Как, в таком случае, должен выглядеть закон, позволяющий веществу и ТМ уживаться в едином пространстве-времени?

Насчёт закона ответил выше.
Насчёт  уживания – а если вещество и ТМ это всего лишь аверс и реверс одной и той же медали/монеты? 

P.S. Всё написанное мною ни в коем случае ни утверждения, не идеи, а лишь попытки получить хоть какое-то образное представление о загадочной и таинственной ТМ.

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Темная материя
« Ответ #13 : 24 Мар 2015 [19:20:06] »
Ну не так чтоб сверхтяжело - фактически в уравнении Пуассона левую часть в наблюдениях определить. Хотя задача в наблюдательном плане и нелегкая.
Фактически здесь решается обратная задача небесной механики - по измеренным скоростям определить конфигурацию гравитационного поля. Аналог - вычисление траектории невидимого Нептуна (Лаверье-Адамс). Беда в том, что данная задача некорректна по Адамару (Тихонову?) - малые ошибки в наблюдательных данных приводят к катастрофически большим ошибкам в результатах. Потому и сложна эта задача.

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Темная материя
« Ответ #14 : 24 Мар 2015 [19:27:49] »
а если вещество и ТМ это всего лишь аверс и реверс одной и той же медали/монеты? 
Вот это мне понравилось! А медаль/монета - это совокупность полей (известных и неизвестных). Так?

Интересующийся Дед

  • Гость
Re: Темная материя
« Ответ #15 : 24 Мар 2015 [19:51:49] »
Можно и так, если “полевой подход”…

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Re: Темная материя
« Ответ #16 : 24 Мар 2015 [20:27:26] »
Можно и так, если “полевой подход”…
Там где речка Ивица течет,
Там где воду пьет колхозный скот,
Там ждет меня на лавочке
Маруська-полевод.
               Стихи мои.

Оффлайн rsarsa

  • *****
  • Сообщений: 1 350
  • Благодарностей: 32
  • Московская астрономическая группа - СВАО Москва
    • Сообщения от rsarsa
Re: Темная материя
« Ответ #17 : 24 Мар 2015 [22:02:09] »
Что такое "полевой подход"?
О сколько нам открытий чудных готовят просвещенья дух,
и опыт - сын ошибок трудных,
и гений - парадоксов друг,
и случай - Бог-изобретатель.....

P.S. бог, зеленые человечки и эфир не существуют

Оффлайн yisnep

  • *****
  • Сообщений: 4 201
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от yisnep
Re: Темная материя
« Ответ #18 : 25 Мар 2015 [00:11:46] »
Это зависит от отношения потенциальной энергии частиц ТМ к их кинетической энергии
до тех пор, пока в гравитации кинетическую энергию будут "получать" из потенциальной, так и придется придумывать всякие ТМ.
  :-\

Спасибо!
Не за что!
Не знаю. Выведение законов – это не про меня.
На мой взгляд, предположить, что это является "фактором", это одно. А, чтобы предположить, что это еще и "определяющий фактор", нужно иметь перед глазами список всех факторов, то есть закон. Вот я и спросил.
Здесь проще, не надо быть семи прядей во лбу.
Давно уже ни одной пряди на голове. :'(
Коль скоро Вы употребили "Допустим, что является", то почему не допустить, что взаимодействие вещества и ТМ и есть сама гравитация.
"Допустим" я относил к той скорости, которую Вы предлагаете предположить "определяющим" фактором.
Насчёт закона ответил выше.
Я тоже. :)
Насчёт  уживания – а если вещество и ТМ это всего лишь аверс и реверс одной и той же медали/монеты?
Если Вы предлагаете исходить из того, что никакой ТМ вообще не существует, а просто мы еще не научились правильно обращаться с видимой материей, то я всеми руками - за!
P.S. Всё написанное мною ни в коем случае ни утверждения, не идеи, а лишь попытки получить хоть какое-то образное представление о загадочной и таинственной ТМ.
Я и не придираюсь.

Оффлайн yisnep

  • *****
  • Сообщений: 4 201
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от yisnep
Re: Темная материя
« Ответ #19 : 25 Мар 2015 [00:26:43] »
Что такое "полевой подход"?
Электродинамика - классический пример полевого подхода.