¿Cómo La Materia Oscura Forma Grumos?

Question

Como ya sabemos, las partículas de la materia oscura puede interactuar el uno con el otro sólo por la gravitación. No electromagnetismo, ninguna fuerza débil, sin fuerza. Por lo tanto, vamos a suponer que un local ligera concentración de materia oscura viene por casualidad movimientos y comienza a gravitar. Las partículas que se iba a caer "hacia adentro", hacia el centro de la concentración. Sin embargo, con ninguna interacción para disipar el momento angular, que acaba de orbitan alrededor del centro de la concentración y de la mosca a la derecha de nuevo a las inmediaciones de donde se inició lo que no hay aumento de la densidad. Movimientos aleatorios eventualmente limpiar la ligera concentración local y nos quedamos con una distribución uniforme de nuevo.

¿Cómo la materia oscura forma grumos?

Answer 1

La teoría predominante de la materia oscura es la Materia Oscura Fría (MDL) hipótesis. Esta hipótesis se ve favorecida porque se supone que las partículas de materia oscura no-relativista - es decir, de movimiento lento. Porque son de movimiento lento, que puede entrar en órbita en y alrededor de la original pequeñas fluctuaciones de densidad, por lo que estos pequeños densidad fluctuatuions estable. Estas pequeñas fluctuaciones de densidad pueden agruparse en más densas matas debido a tres cuerpo interacciones gravitacionales. Tres cuerpo interacción de pequeños grupos puede resultar en uno de los macizos de ser expulsado a una velocidad mayor, mientras que los otros dos matas lento hacia abajo y se vuelven más ligadas gravitacionalmente.

Sin embargo, la materia bariónica pueden agrupar de manera más efectiva que el MDL desde el electromagnéticas interractions permitir la materia bariónica se enfríe de manera más efectiva que el MDL grumos. Es por eso que la teoría predominante es que la DM formas halos, que son más distendido que el de grupos de la materia bariónica. Así, una visible de la galaxia tiene una relación más extensa de la DM halo que se extiende mucho más allá de las estrellas visibles de la galaxia. La DM halo también será más esférica que el aplanado del disco galáctico.

Es cierto que la mayoría de los DM modelos de asumir la DM partículas tienen interacciones débiles, pero estas interacciones no son requeridos por el modelo CDM. Sin embargo, estas interacciones débiles son necesarios si cualquiera de la materia oscura experimentos de detección para tener éxito.

[Nota: Después de más investigación, descubrí que mi respuesta original estaba mal. Ahora creo que esta respuesta es correcta. Lo siento por eso.]

Answer 2

Muchos (la mayoría?) de los candidatos para la materia oscura interactuar a través de la fuerza débil. Si no interactuar con nada, entonces como dices que no se pueden formar grumos.

Answer 3

De hecho, tres y más cuerpo puramente interacciones gravitacionales pueden formar grupos y masas mediante la concentración de las partículas en suspensión y la expulsión de los demás, como se mencionó en una respuesta anterior. Los astrónomos han descubierto que esto parece ocurrir muy rápidamente. Ellos lo llaman "violentos relajación". Google "violentos relajación" para más información.

Answer 4

Mi problema es con la escala de tiempo del fenómeno. Se ha propuesto que la red universal de los filamentos y se concentró grumos de materia oscura es el marco en el que la materia ordinaria condensa para formar nuestros días cúmulos de galaxias. Si esto es así, parece razonable que hay algunos de los que el rápido mecanismo de su formación temprana en el desarrollo del universo. Con sólo la gravedad para dibujar juntos y mecanismos como los tres interacción cuerpo de la expulsión de uno de los cuerpos para permitir la coalescencia de mayor densidad de bultos, ¿cómo la materia oscura de gestión de redes para formar primero? La materia ordinaria tiene el mismo gravitacional medio de la agregación de más las interacciones electromagnéticas para la reducción de momentum angular. ¿Por qué no la materia ordinaria se condensan en primer lugar?

Answer 5

Materia oscura fría es que se asume que sólo interactúan bajo la gravedad y computación simulaciones se realizan con N partículas para ver cómo podrían organizar ellos mismos en las escalas de las galaxias o cúmulos globulares. En orden a aglutinarse bajo la gravedad, las partículas de materia oscura necesidad de perder angularmente impulso, esto se hace a partir del 3 cuerpo de interacciones, donde un par de partículas 'patadas' otra partícula a tener un mayor impulso angular, mientras que el par se pierden un poco de su momento angular y acercarse en órbita alrededor del centro de masa. La Materia oscura investigadores, a continuación, encontrar el perfil de la materia oscura a partir de las simulaciones, normalmente encontrar un clusp como centro (1/r)^n perfil de densidad (n<-1, he visto n=1.7 a menudo, pero esto varía con el detalle de las simulaciones). La Materia oscura (especialmente el supersimétricas LSP tipo), también podría auto annilihate, de punto-como débiles fuerzas cuando dos partículas se superponen, este es un proceso raro, pero que conduce a la observables rayos gamma de alta energía, el cual tendrá un (1/r)^2n como de perfil. La Materia oscura investigadores están divididos sobre el clima, tales rayos gamma han sido observered (por ejemplo, por el FERMI y HESS satélites), y también se preocupan de weither la materia oscura del HALO alrededor de las galaxias están bien descritos por (1/r)^n de la escala de los perfiles. Si los investigadores no ver algo parecido a un (1/r)^-2.5 gamma ray patrones desde el centro galáctico o algo cerca, se puede necesitar para encontrar alternativas a los modelos de materia oscura.