a202 一种宇宙模型:双大爆炸。(第2页)
VLS:宇宙的极大结构。
...正如我们的研究所示,两个宇宙的共同演化并不相同。幽灵宇宙具有更高的质量密度r和更高的温度T。我们决定研究这种混合物中的共同引力不稳定性,其中,我们再次提醒:
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m 吸引 m(牛顿定律)
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m* 吸引 m*(牛顿定律)
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m 和 m* 相互排斥(“反牛顿”定律)。
关于引力不稳定性(杰恩斯不稳定性)的一些说明。
...考虑单一族群,即一组质量m。这种介质具有质量密度r。它也具有平均热速度Vth。
...假设在空间中存在一个特征尺度为f的区域,其中密度更高。参见图(147)。
(147)
...热速度倾向于消散这种质量集中,相应的特征扩散时间是:
(148)
...现在假设这种热速度为零。这种团块倾向于坍缩。可以计算出特征坍缩时间:
(149)
...另一方面,任何团块都倾向于吸引周围的物质并增长。如果特征吸积时间(特征坍缩时间)小于扩散时间,这种扰动就会增长:
(150)
...我们找到一个特征长度:
(150-a)
...称为杰恩斯长度。
...任何质量集中,其范围超过这个特征杰恩斯长度,都会增长并形成团块。较小的则会消散。
...当物质团块形成时,它会变热,这会增加内部压力。最终,内部压力会停止这个过程。
...人们可能会认为引力不稳定性,即杰恩斯不稳定性,形成了星系、恒星等。但这并不那么简单。例如,在标准模型中,当t < 500,000年时,物质和辐射的温度高于3000°K。此时物质(75%氢,25%氦)完全电离。
...辐射,电磁波,很难穿过电离气体。当宇航员在返回大气层时,其航天器会被高温且完全电离的气体包围数分钟。因此,无法进行无线电通信,因为电磁波无法穿过包围航天器的电离气体层。
...光束是一种电磁波。它作用于自由电子,而不是束缚电子。电离气体含有大量自由电子。中性气体则没有。这就是为什么当宇宙温暖且电离时,辐射和物质是强耦合的。
...在物质中,绝对温度Tm是热速度的量度:
(150-b)
...其中k是玻尔兹曼常数(k = 1.38 × 10⁻²³)。
当:
-
物质和辐射紧密耦合
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辐射占主导(标准模型中t < 500,000年)
则:
(150-c)
但:
(150-d)
杰恩斯长度满足:
(150-e)
...最后这个条件对应于在膨胀过程R(t)中质量守恒的要求。我们看到,杰恩斯长度随R(t)变化。因此,宇宙越年轻,越容易形成较小的团块。
...当t < 500,000年时,辐射阻止了团块的形成。但立即在解耦之后,物质团块可以形成。让我们计算它们的质量。它是:
(150-f)
...即:100,000个太阳质量(球状星团的典型质量)。
...根据这个模型,球状星团会在解耦后首先形成。星系,被看作是这些星团的集合,随后出现,依此类推……
...但所有这些都发生在快速膨胀的宇宙中。我们不知道如何计算它,也不知道如何描述在膨胀宇宙中的引力不稳定性。此外,我们还不知道如何在膨胀宇宙中定义牛顿定律。
...总之,我们有几种关于星系诞生的模型。有些人认为恒星首先形成,然后是星系。其他人则持相反的观点……
...根据这种层次结构的一般想法,人们认为,如果星系被组织成星系团(Coma,Virgo),在更大的尺度上,这些星系团应该属于超星系团。但观测(1977年)揭示了一种完全不同的结构。参见图(151):
(151)
...星系被排列在巨大的空洞周围(通常直径为100光年)。在非常大的尺度(VLS)上,宇宙看起来像连接在一起的肥皂泡。星系团对应于三个“褶皱”的交点。参见图(152)。
...如今,解释这些结构仍然很困难。根据俄罗斯人泽尔多维奇的最初想法,梅洛特进行了三维数值模拟。但得到的细胞在时间上并不稳定。它们迅速消失,除非通过人为的冷暗物质分布来稳定系统。
...物质-排斥幽灵物质模型对这一现象给出了另一种解释。参见我们的论文:
J.P. Petit, P. Midy 和 F. Landsheat:幽灵物质天体物理学。5:二维数值模拟结果。VLS。关于星系形成的一种可能模型。物理几何学A,8,1998年。