나선 구조 우주물리학적 유령 물질.6: 나선 구조. (p9)
8) 상호작용 제도.
우리의 시뮬레이션 프로그램은 각 단계마다 클러스터의 운동량을 계산한다. 그림 14에서 보듯이, 이 운동량은 처음 10회 전환 동안 감소한다. 우리는 동적 마찰이 무시할 정도로 작아지고 조석 효과가 지배적이 되었을 때 안정적인 운동량 평탄부가 형성됨을 관측했다.
그림 14: 양의 질량 클러스터의 운동량 변화(전환 횟수에 따른).
동시에 음의 질량 환경은 중력 불안정성과 공명 과정을 통해 자체적인 클러스터를 형성하며, 중심의 양의 질량 클러스터는 조석 힘으로 인해 팔 구조를 형성한다. 이러한 조석 효과는 중심 클러스터의 회전을 늦추려 하지만, 초기 단계에서 관측된 근접 접촉 동적 마찰 효과보다는 효율이 낮다. 그림 13-f에서는 음의 질량 환경이 클러스터화된 전형적인 모습을 보여준다(그러나 위에서 지적했듯이, 이 클러스터화는 관련 없는 현상이다).
그림 15: 10회 전환. 음의 물질 환경과 그 클러스터들.
- 푸리에 분석
이전 결과는 실험적 관찰에서 나왔다. 우리 눈은 나선 구조를 식별하는 데 가장 효과적인 도구이다. 그러나 F. Lansheat는 클러스터에 공간 푸리에 변환을 계산하여 명확한 신호를 확인했다. 이 변환은 먼저 클러스터의 반경 방향에 적용된 후 360도에 걸쳐 합산된다. 그림 16에는 세 가지 공간 스펙트럼이 제시되어 있다. 여기서 공간 주파수는 픽셀 수의 역수에 따라 표현된다. 1픽셀은 계산 격자에서 가능한 최소 거리에 해당한다.
그림 16 (상단): 시간 0에서의 클러스터는 양의 질량 집단에 할당되었다. 환경의 형태는 2차원 에딩턴 방정식에 의해 결정된다. 피크는 클러스터의 평균 반경에 해당하며, 이 경우 1/0.05 = 20픽셀이다.
그림 16 (중간): 두 번의 전환 후, 동적 마찰이 처음으로 비정상성을 유도한다. 그 크기는 매우 작다. 피크의 정점은 여기서 0.2 픽셀⁻¹이다. 이는 약 5픽셀의 폭에 해당한다.
그림 16 (하단): 이제 조석 효과가 주로 작용하고 있다. 공간 스펙트럼의 피크는 0.12에 위치한다. 이는 약 8픽셀의 크기에 해당한다. 이 스펙트럼은 이후 계산 기간 동안 일정하게 유지될 것이다.
그림 16: 클러스터의 공간 푸리에 변환.
이것은 팔 구조의 출현을 명확히 보여준다.