은하계 외부의 기존 물질 대 암흑 물질 비율

다른 질문에서이 뛰어난 다이어그램을 말해보세요.

은하로 시작하는 것은 전형적인 밀도 D를 갖는다. 은하계 공간은 훨씬 낮은 밀도를 가진다 d.

우리가 알다시피 : 은하 (밀도 D)에서 대부분의 물질은 암흑 물질입니다. 편의상 10 : 1이라고 가정 해 봅시다.

따라서 은하 에서 의 암흑 물질의 비율은 10 : 1입니다.

그러나 내가 찾을 수없는 것은 다음과 같습니다.

(1) 은하계 공간에서. 우선 간단하게 이 모든 어두운 사항은? 아니면 단순히 은하에만 암흑 물질이 존재한다고 생각합니까? 사이에 없습니까?

(2) 은하간에 암흑 물질이있는 경우. 우리는 알고 있거나 믿습니다. 암흑 물질의 비율은 무엇입니까? 사실, 그것은 은하계와 같은 비율 (예 : 10 : 1)입니까? 아니면 더 지배적이거나 덜 지배적입니까? 거기에 어떤 비율이 있습니까?

(3) 사방에 암흑 물질이있는 경우. 은하들은 필라멘트와 벽에 존재합니다. 암흑 물질이 이것을 하는가? 아니면 골고루 퍼져 있습니까?

당신의 질문에 대한 짧은 대답은 아닙니다. 적어도 은하계 사이에 적어도 어떤 수준에서도 암흑 물질이 없습니다.

은하 간에는 은하계 (IGM)라고 불리는 보통의 물질이 있습니다. IGM은 은하 사이의 공간에 퍼져있는 극히 희석 된 뜨거운 가스입니다. IGM의 전형적인 밀도는 입방 미터당 약 1 개의 수소 원자이고 그 온도는 약 10 ^ 6K 정도입니다.이 고온은 IGM을 모든 은하와 압력 평형 상태로 유지하고 그것이 은하 위로 붕괴되는 것을 방지합니다.

그러나 암흑 물질은 차갑고 IGM에서 가스의 압력 지원이 부족하여 은하계로 응축됩니다. 암흑 물질과 일반 물질의 흥미로운 차이점 중 하나는 암흑 물질에는 냉각 메커니즘이 없다는 점이다. 결과적으로, 보통의 물질이 은하로 붕괴 될 때, 그것은 상대적으로 작은 공간으로 냉각되어 응축되어 나중에 별과 행성을 형성 할 수 있습니다. 그러나 암흑 물질은 중력 전위 에너지를 차단할 방법이 없기 때문에 확장 된 상태로 남아 있습니다. 그러므로 은하계는 실질적인 암흑 물질 후광을 나타내며, 여기서 암흑 물질 대 보통 물질의 비는 중심으로부터 멀어 질수록 은하 반경이 실질적으로 증가합니다. 은하계 자체에서 보통 물질은 적어도 한 단계 정도 지배적입니다

흥미로운 질문 중 하나는 암흑 물질 후광이 중심에 대응하는 숙주 은하가없는 은하계 공간에 존재하는지 여부입니다. 우리가 알 수있는 한, 그것에 대한 대답은 아니오 또는 적어도 그러한 구조는 매우 작고 지나치게 드 물어야합니다. 거대한 암흑 물질 후광이있는 왜소 은하 (단 10 ^ 6 태양 질량 정도)가 있지만 (은하수에 비해 크기에 비례하여) 거의 모든 후광은 적어도 보통의 물질이 존재하는 것으로 보입니다. 아무리 미약해도

우주 공극은 더 극단적 인 예입니다. 공허는 암흑 에너지에 의해 지배되므로 나머지 우주보다 더 빠르게 팽창합니다. 공허는 어떤 물질 (어둡거나 다른 것)을 주변 공극과 분리하는 벽으로 밀어 넣는 경향이 있습니다. 실제로 우주는 공극으로 이루어져 있으며, 우리가 아는 모든 것은 그것들을 분리하는 벽과 필라멘트에 있습니다. 이 논문 은 우주 공극에서 암흑 물질 후광을 조사했으며 본질적으로 존재하지 않는 것을 발견했다. 다시 말해, 우주 공극의 암흑 물질 후광은 우주 공극 외부의 암흑 물질 후광 (거의 항상)과 마찬가지로 숙주 은하를 가지고 있다는 것을 발견했다.

[1] : 절대적으로 헛소리를 내기 위해, 은하계 공간에서 깜빡 거리는 암흑 물질 입자가 몇 개 있는지 의심 할 여지가 없습니다. 그러나 IGM에서 밀도가 평범한 물질의 (이미 퓨니) 밀도를 초과하면 놀랄 것입니다.

적어도이 중 일부에 대답 할 수 있는지 봅시다.

1. 예, 은하 간에는 암흑 물질이 있습니다. 이것은 은하 그룹과 클러스터에서 은하계에서 발견되는 것보다 더 어두운 물질이 필요하다는 사실에 의해 입증됩니다. 왜냐하면 그룹이나 클러스터가 중력의 속도에도 불구하고 중력에 묶여있는 이유에서 그룹 / 클러스터 내의 은하; 왜 클러스터의 X- 선 방출 가스가 매우 뜨겁고 고압이지만 여전히 클러스터에 국한 되는가? 그리고 클러스터에 의한 배경 은하의 중력 렌즈를 설명하기 위해. (또한 군집에서의 Sunyaev-Zeldovich 효과와 같은 것들의 관찰에 의해 지원됩니다.)

   (사실, 암흑 물질에 대한 가장 오래된 증거는 1930 년대 프리츠 즈 비키 (Fritz Zwicky)에 의해 측정 된 군집 내 은하 속도가 매우 높았다는 것입니다. 이것은 암흑 물질에 대한 대안으로서 Modified Newtonian Dynamics의 실패 모드 중 하나입니다. 은하 내에서 암흑 물질을 제거 할 수 있다고 생각하지만 , 은하계뿐만 아니라 은하단 내에서 암흑 물질이 여전히 필요합니다.)

   물론 우주 론적 모형은 암흑 물질이 우주의 임계 밀도의 약 25 %를 차지한다는 것을 나타냅니다. 훨씬 어두운 사항을 위해, 당신은 이 개별 은하 내부의 것보다 더 많은 암흑 물질을 가지고.

2. "은하 사이에 암흑 물질이 있다면, 우리는 알고 있거나 믿습니다 : 암흑 물질의 비율은 무엇입니까?" 나는 이것에 대한 가장 간단한 방법은 현재의 우주 론적 관측과 모델에 의해 결정된 것처럼 우주 전체에 대한 암흑 물질 / 중음 물질 비율을 취하는 것이라고 생각한다. 이것은 약 5 : 1의 비율을 제공합니다.

3. "은하수는 필라멘트와 벽에 존재합니다. 암흑 물질이이 기능을 수행합니까? 아니면 균일하게 확산됩니까?" 그렇습니다. 우리가 필라멘트, 성단, 벽에서 은하계를 보는 이유는 암흑 물질이 중력 적으로 그 구조에 응집 되었기 때문입니다 . 이 규모에서, 은하계는 기본적으로 암흑 물질이하는 일의 중력 적 인 당김에 따라 주행을 위해 따라옵니다. 필라멘트 에 은하가 존재하는 이유 는 우주 전체에 규칙적인 물질과 암흑 물질의 밀도가 고르지 않게 분포되어 있기 때문입니다. 과밀도는 물질이 붕괴되어 (예를 들어) 은하를 형성하지만 과밀도는 비대칭 일 수있다. 이로 인해 특정 방향으로 붕괴가 더 빨라져 은하가 필라멘트로 형성됩니다 (예 :개요는 이 요약 문서 를 참조하십시오.

   이 페이지 에는 대규모 우주 시뮬레이션 (Millennium Simulation)의 이미지가 있습니다. 다른 스케일로 필라멘트 구조를 보여주는 이미지의 대부분은 암흑 물질 만 보여줍니다 .