universo gemello di astrofisica e cosmologia Materia fantasma materia astrofisica. 5 : Risultati di simulazioni numeriche 2D. VLS. Riguardo a uno schema possibile per la formazione delle galassie. (p5)
...Ora, trattando due specie (materia più materia fantasma), se Vthr << Vth cr, otteniamo due ammassi, la cui distanza corrisponde all'antipodalità e alla distanza massima tra loro. Vedere la figura 14.
** ** Fig. 14 :** Risultato schematizzato dell'instabilità gravitazionale congiunta** **materia più materia fantasma, quando **Vthr << Vth cr (mezzo inizialmente freddo)
...Se Vthr >> Vth cr, il sistema rimane uniforme e le due specie sono fortemente mescolate. Per Vthr » Vth cr, otteniamo pattern simili a emulsioni a lunga durata, vedere la figura 15 (questo risultato è stato presentato in un articolo precedente [1]).
Fig. 15 : Modello di emulsione per Vth = Vth cr
...Abbiamo utilizzato due insiemi di 5000 punti di massa interagenti. Come possiamo vedere, il risultato è simile a quello della figura 11 bis. La stessa metodologia potrebbe essere estesa al sistema 3D (che è ben al di là delle possibilità del nostro sistema). Anche se i sistemi 3D differiscono dai sistemi 2D, possiamo aspettarci che le simulazioni 3D producano emulsioni a lunga durata simili. La teoria delle instabilità congiunte (equazioni di Jeans accoppiate) è presentata nella sezione 11.
- Il problema della grande struttura dell'Universo
...Prendiamo una condizione iniziale con distribuzioni uniformi di massa per la materia normale (che chiamiamo semplicemente materia) e la materia fantasma. r essendo la densità di massa della materia e r* la densità di distribuzione della materia fantasma, scegliamo per condizioni iniziali ro* = 64 ro. A questo punto, osserviamo semplicemente cosa accade. Abbiamo effettuato simulazioni numeriche 2D con due insiemi di 5000 punti di massa, che si suppongono rappresentare alcuni ammassi di materia e materia fantasma, di masse M e M*, il che significa che M* = 64 M. Assegniamo a questi due insiemi distribuzioni maxwelliane di velocità termiche 2D con <V*> = 4 < V >. Ignoriamo i fenomeni di espansione (sarebbe molto difficile da gestire, poiché non sappiamo come descrivere la forza gravitazionale in un universo in espansione). I risultati sono i seguenti. La popolazione più massiccia, quella della materia fantasma, la cui durata di Jeans è otto volte più breve di quella dell'altra, prende il sopravvento e forma ammassi attraverso instabilità gravitazionale, che respingono e confinano l'altra popolazione nel posto rimanente. Otteniamo una struttura cellulare 2D. Il tempo caratteristico di nascita di tutta la struttura è vicino al tempo di Jeans della popolazione più pesante, quella della materia fantasma.
. Fig. 16 :** Risultati delle simulazioni effettuate da F. Lansheat.** Sinistra: ammassi di materia fantasma. Destra: struttura di materia. . Fig. 17 : Sovrapposizione delle due. ...Il modello generale dipende dalle condizioni iniziali. In un articolo precedente [6], sono stati ottenuti ammassi più grandi di materia fantasma, con una struttura cellulare più regolare per la materia normale, a causa della scelta di una temperatura iniziale più elevata per la materia fantasma. Questo approccio, mirato a modellare la struttura su larga scala dell'Universo, è fondamentalmente diverso dagli approcci classici basati sulla materia oscura. Nei sistemi classici materia-materia oscura, la stabilità è problematica: l'instabilità gravitazionale, aumentando localmente la densità, aumenta le velocità termiche e fa scomparire le strutture osservate nel tempo. Il sistema con due popolazioni repulsive è qualitativamente diverso, ogni popolazione crea una barriera potenziale per l'altra. Questo spiega la grande stabilità nel tempo e nello spazio: le celle di materia mantengono gli ammassi di materia fantasma al loro posto, e viceversa. 