Si la materia oscura termina siendo aproximadamente distribuidos igualmente en nuestro sistema solar, ¿significa esto que no tiene neta influencia gravitatoria? Además, esperamos que la materia oscura a ser menos denso en el espacio intergaláctico? Podría esto ser debido a que la materia normal la atrae y la gravedad de la une?
Respuestas
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La materia oscura es bastante uniformemente distribuidos en el Sistema Solar escalas.
Sí, los objetos masivos atraen más. Sin embargo, debido a que es esencialmente no interactúan con la materia, excepto a través de la gravedad, que pasará a través de las estrellas y los planetas sin parar. Tenga en cuenta que a menos que haya una colisión a la transferencia de energía, una independiente de la partícula no puede ser vinculado a una sola masa, ya que tiene demasiada energía. Simplemente se mueven en una trayectoria hiperbólica, dejando la estrella/planeta a la misma velocidad que se acercaba.
En el muy escalas más grandes (cúmulos de galaxias), la materia oscura y la materia normal se correlacionan positivamente.
Tenga en cuenta que la mayoría de la masa atractiva en el universo es materia oscura. Si el Sistema Solar había la misma proporción de la oscuridad a la materia normal como el universo en general, hemos de ser dominados por él y no habría signos claros (por ejemplo, la masa de la Tierra tendría nada que ver con la densidad de la roca veces su volumen). En su lugar, tenemos una muy típico de la densidad de la materia oscura y una muy alta normal de la densidad de materia (de estar en un planeta cerca de una estrella, es un muy raro encontrar si usted escoge aleatoriamente puntos en el universo).
Ver también esta respuesta para una mayor discusión y referencias.
Rob Jeffries
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Respuesta corta: A primer orden de la densidad de materia oscura en el sistema solar debe ser uniforme. Para los de segundo orden, no, no lo es. Gravitacional de enfoque va a alterar la densidad dependiendo de donde en el sistema solar que son.
Respuesta larga: La densidad de la materia oscura se espera que sea aproximadamente uniforme en la escala del sistema solar, y a ser alrededor de $10^{-22}$ kg/m$^3$. Esta es la masa equivalente de alrededor de 100.000 átomos de hidrógeno por metro cúbico, pero en realidad es alrededor de 100 veces menor que la densidad de materia normal en el medio interplanetario. Por lo tanto la influencia gravitacional de la materia oscura, es 100 veces menor que la del medio interplanetario.
La razón por la que se espera que sea relativamente uniforme es doble. En primer lugar, si interactúa con la materia normal, aparte de la gravedad, lo hace débilmente. Segundo, esperamos que la materia oscura para ser órbita alrededor de la Galaxia, como el Sol, con una velocidad de alrededor de 250 km/s, pero debido a que la materia oscura es más esférica distribuidas de las estrellas, esperamos que esto no va a ser co-órbita con el Sol, pero al azar ángulos con respecto a el movimiento del sol. es decir, las velocidades relativas del sistema solar con respecto a la materia oscura cientos de km/s.
Creo que lo que esto significa es que la perturbación gravitacional de la distribución de la materia oscura por los planetas, con bajas velocidades orbitales y velocidades de escape en su superficie de un par de decenas de km/s van a ser insignificantes. El Sol volverá a actuar a la gravedad de enfoque de la materia oscura, debido a que la velocidad de escape en la superficie solar es de 600 km/s. Sin embargo, cualquier materia oscura atraídos hacia el Sol va a obtener exactamente el KE necesarios para salir de nuevo, a menos que haya inelástica interacciones con la materia normal (algunos han propuesto que esto podría ocurrir en el núcleo del sol).
Hay una fascinante discusión de algunos de estos efectos por Lee et al. (2014) (que tengo aún la totalidad de digerir). El efecto de la gravedad el enfoque y la modulación de la media de la materia oscura de la velocidad con respecto a la Tierra que orbita alrededor del Sol es una de las formas en que estas esperando para detectar la materia oscura va a eliminar los falsos positivos. Una imagen dice más que mil palabras, así que a continuación voy a mostrar conceptualmente lo que está pasando (en la foto de Lee et al.). En Marzo, la densidad de la materia oscura cerca de la Tierra se incrementa debido a la gravitacional de enfoque por el Sol, debido a la red de movimiento del Sol con respecto a la media de la velocidad de la materia oscura con respecto al Sol. Seis meses más tarde, de nuevo la Tierra se encuentra en un mayor promedio de densidad de la materia oscura. Esto va a producir un anual modulaton un oscuro asunto de detección de experimento.
Lee et al. dar un aproximado de argumento para el tamaño del efecto. Si se toma un tiempo de $t \sim r_s/v$ de la materia oscura para cruzar el potencial solar de bien (donde $v \sim 250$ km/s es la media de velocidad), entonces durante este tiempo es desviado por aproximadamente el $(GM_{\odot}/r_s^{2})t^2 \sim GM_{\odot}/v^2$. La desviación como una fracción de $r_s$ es entonces alrededor de $(v_{esc}/v)^2$ donde $v_{esc}$ es la velocidad de escape en $r_s$, que para el Sol y $r_s \sim 1$ au es de unos 40 km/s. El enfoque efecto se parametrizó en términos de un área de sección transversal, que es lo apretó por un factor de $(v_{esc}/v)^2$. Ahora conservación de la masa nos dice que $\rho A v$ es invariante en el solar de la trama, sino $v$ no cambia apreciablemente. Por lo tanto, la densidad aumenta por un factor similar a$(v_{esc}/v)^2 \sim 2.5$%. Lee et al.'s más cuidadoso modelo predice una modulación por densidad de 1,5 por ciento.
oker
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La materia oscura no está igualmente distribuido en los lugares: en su mayoría se encuentra dentro de las áreas donde las galaxias existen. En un sentido oscuro y la luz de la materia le gusta que se agrupan. Además, reúne en torno a junto de su propia atracción gravitacional.
Yo también creo que sería imposible que la materia oscura dentro de nuestro sistema solar estar distribuidos de manera uniforme, en parte debido a que la materia oscura no desafían la gravedad: es más probable que sea detenido alrededor de los objetos como el sol o Júpiter, más de lo que sería alrededor de la Tierra o de Marte.
Sí, la materia oscura parece ser menos abundantes en el espacio intergaláctico, donde no hay grandes grupos de estrellas tales como galaxias o cúmulos, etc, y en mi opinión, podría ser debido a la materia normal y una vez que comienza a aglutinarse en un punto del espacio que atrae a otras de la materia oscura también.
Ernie
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En una escala cósmica, la materia oscura no está distribuido uniformemente en todo el universo. Se tiende a atraer a la materia normal hacia ella, de manera que su distribución puede ser rastreado por la observación de las posiciones de las galaxias y la comparación de su ubicación real con simulaciones numéricas. Aquí está una foto que muestra cómo las galaxias se encuentran atraídos a lo largo de filamentos de materia oscura: http://apod.nasa.gov/apod/ap011219.html.
Observe que en cada pequeño círculo es una galaxia entera. En la escala de nuestro sistema solar, no se han efectuado mediciones. Sin embargo, en una escala galáctica, la densidad de la materia oscura ha sido medido, y se ha encontrado para ser más denso hacia el centro de los cúmulos de galaxias, y menos denso hacia el difusa de las afueras. Aquí está una cuenta, lo que explica que los investigadores utilizaron lentes gravitacionales de los más grandes objetos en el universo, cúmulos galácticos: http://scitechdaily.com/astronomers-measure-the-density-of-dark-matter-in-galaxy-clusters/
John Duffield
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Es la Materia Oscura espera que se distribuya equitativamente en nuestro sistema solar?
No por los relativistas. Nota Einstein diciendo que esta en La base de la Teoría General de la Relatividad: "la energía del campo gravitacional actuará gravitatively de la misma manera que cualquier otro tipo de energía". El campo gravitacional de la energía aka espacial o la energía del vacío es oscuro. Y tiene una masa de equivalencia y un efecto gravitacional. Por lo que califica como "materia oscura".
Si la materia oscura termina siendo aproximadamente distribuidos igualmente en nuestro sistema solar, ¿significa esto que no tiene neta influencia gravitatoria?
Sí. Ver esta dirección donde Einstein describe un campo gravitatorio como el espacio que fue "ni homogénea ni isotrópica". Si es homogéneo, no hay campo gravitatorio.
Además, esperamos que la materia oscura a ser menos denso en el espacio intergaláctico?
Sí, lo hacemos. Debido a que las galaxias están ligadas gravitacionalmente. El espacio se expande entre las galaxias, pero no dentro, y la conservación de la energía dice que la densidad de energía tiene que ir hacia abajo.
Podría esto ser debido a que la materia normal la atrae y la gravedad de la une?
Sí. Pero, debido a la expansión del universo. La expansión no es uniforme, y el resultado es homogénea en el espacio. Que es lo que un campo gravitacional es.
