twin universe astrophysics and cosmology

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • W artykule przedstawiono dwuwymiarowe symulacje numeryczne wpływu materii i materii widmowej na powstawanie galaktyk.
  • Gdy prędkość termiczna materii widmowej jest znacznie mniejsza niż materii zwykłej, tworzą się dwie gromady oddzielone maksymalną odległością.
  • Badanie proponuje alternatywny model do ciemnej materii, uwydatniając zwiększoną stabilność dzięki oddziaływaniu między oboma rodzajami materii.

Wszechświat bliźniaczy astrofizyka i kosmologia Materia widmo materia astrofizyka. 5: Wyniki numerycznych symulacji 2D. VLS. O możliwym schemacie powstawania galaktyk. (s. 5)
...Teraz, mając do czynienia z dwoma gatunkami (materia plus materia widmo), jeśli Vthr << Vth cr, otrzymujemy dwie skupiska, których odległość odpowiada antypodalności i maksymalnej odległości między nimi. Patrz rysunek 14.

** ** Rys. 14:** Schematyczny wynik wspólnej niestabilności grawitacyjnej** **materia plus materia widmo, gdy **Vthr << Vth cr (ośrodek początkowo zimny)

...Jeśli Vthr >> Vth cr, układ pozostaje jednorodny, a oba gatunki pozostają silnie wymieszane. Dla Vthr » Vth cr otrzymujemy długotrwałe wzory typu emulsji, patrz rysunek 15 (wynik ten został przedstawiony w wcześniejszym artykule [1]).

Rys. 15: Wzór emulsji dla Vth = Vth cr

...Użyliśmy dwóch zbiorów po 5000 oddziałujących punktów masowych. Jak widzimy, wynik jest podobny do tego z rysunku 11 bis. Ta sama metoda mogłaby zostać rozszerzona na układ 3D (co jest znacznie poza możliwościami naszego systemu). Chociaż układy 3D różnią się od układów 2D, możemy oczekiwać, że symulacje 3D dadzą podobne długotrwałe emulsje. Teoria wspólnych niestabilności (sprzężone równania Jeansa) jest przedstawiona w sekcji 11.

  1. Problem bardzo wielkiej struktury Wszechświata

...Przyjmujemy warunek początkowy z jednorodnymi rozkładami masy dla zwykłej materii (którą nazywamy po prostu materią) i materii widmo. r będąc gęstością masy materii, a r* gęstością rozkładu materii widmo, wybieramy dla warunków początkowych ro* = 64 ro. Na tym etapie po prostu obserwujmy, co się dzieje. Przeprowadziliśmy numeryczne symulacje 2D z dwoma zbiorami po 5000 punktów masowych, które mają reprezentować pewne skupiska materii i materii widmo, o masach M i M*, co oznacza, że M* = 64 M. Przypisujemy tym dwóm zbiorom rozkłady Maxwella prędkości termicznych 2D z <V*> = 4 . Zaniedbujemy zjawiska ekspansji (byłoby to bardzo trudne do ujęcia, ponieważ nie wiemy, jak opisać siłę grawitacyjną we wszechświecie rozszerzającym się). Wyniki są następujące. Bardziej masywna populacja, ta materii widmo, której czas Jeansa jest osiem razy krótszy niż drugiej, bierze górę i tworzy skupiska poprzez niestabilność grawitacyjną, które odpychają i zamykają drugą populację w pozostałym miejscu. Otrzymujemy dwuwymiarową strukturę komórkową. Charakterystyczny czas narodzin całej struktury jest bliski czasowi Jeansa cięższej populacji, materii widmo.

. Rys. 16:** Wyniki symulacji przeprowadzonych przez F. Lansheat.** Lewo: skupiska materii widmo. Prawo: struktura materii. . Rys. 17 : Superpozycja obu. ...Ogólny wzór zależy od warunków początkowych. W wcześniejszym artykule [6] otrzymano większe skupiska materii widmo, z bardziej regularną strukturą komórkową dla zwykłej materii, dzięki wyborowi wyższej początkowej temperatury materii widmo. To podejście, mające na celu modelowanie struktury Wszechświata w bardzo wielkiej skali, jest zasadniczo różne od klasycznych podejść opartych na ciemnej materii. W klasycznych układach materia-ciemna materia stabilność jest problematyczna: niestabilność grawitacyjna, zwiększając lokalnie gęstość, zwiększa prędkości termiczne i sprawia, że obserwowane struktury znikają w czasie. Układ z dwiema odpychającymi się populacjami jest jakościowo różny, każda populacja tworzy barierę potencjału dla drugiej. To wyjaśnia wielką stabilność w czasie i przestrzeni: komórki materii utrzymują skupiska materii widmo na miejscu i odwrotnie.