Если темная материя искривляет свет, откуда мы знаем, что вещество в небе находится именно там, где мы думаем?

Мы измеряем движение, положение и многое другое объекта в пространстве благодаря его свету и тому, что мы можем с его помощью измерить. Но насколько мне известно, в космосе должно быть ОГРОМНОЕ количество темной материи, массу и размер которой мы не знаем, и поскольку у нее есть масса, у нее есть гравитация, и она может преломлять свет.

Я знаю, что физики могут учитывать гравитацию звезд и огромных объектов в космосе, но как они могут быть уверены в своих измерениях (особенно в положении), если они не знают, как этот свет отклонился от прямой линии?

При анализе астрометрии Gaia необходимо учитывать эффект линзирования Солнца, планет и даже крупных астероидов. Но не темная материя, которая, вероятно, достаточно однородна в локальных масштабах, за исключением гравитационного фокуса, вызванного Солнцем.

Ответы (1)

Локальная плотность темной материи на самом деле очень мала, порядка р ∼ 10 − 19  г/см 3 (см., например , Бови и Тремейн (2012) ). Это означает, что существует примерно 0,001 - 0,01 М ⊙ темной материи на кубический парсек — ошеломляюще мало. 1000 кубических парсеков содержат примерно одну солнечную массу темной материи, а это куб с каждой стороной в 10 парсеков! Так вот, распределение тёмной материи в галактиках неоднородно — оно следует, грубо говоря, профилю Наварро-Френка-Уайта , уменьшаясь по плотности от центра галактики — но в масштабе парсеков (и уж точно в Солнечной системе ) . , мы можем считать, что он имеет примерно однородную плотность.

Таким образом, на малых масштабах мы имеем приблизительную однородность и низкую плотность. Это означает, что любые эффекты гравитационного линзирования от темной материи должны быть чрезвычайно низкими или самоуничтожающимися, возникающими только из-за неоднородностей, содержащих большие сгустки темной материи. Однако маловероятно, что такие сгустки образуются исключительно за счет взаимодействия темной материи с самой собой (если не принимать во внимание гипотезу МАЧО , которая, насколько мне известно, в настоящее время не пользуется популярностью).

Однако в межгалактических масштабах темная материя может иметь некоторые эффекты. Слабое линзирование — обычно наблюдаемое явление в скоплениях галактик, в которых может быть чрезвычайно высокая доля темной материи. В настоящее время используется несколько методов для моделирования распределения массы линзирующей галактики (см. метод KSB+ ) и для реконструкции изображения и положения исходной галактики посредством деконволюции (см. Chantry & Magain ; здесь приведен наглядный пример ). Я не очень хорошо знаком ни с одной из этих техник, поэтому не могу дать вам хороший обзор.

Даже крупномасштабное линзирование требует больших масс. zephyr указал, что объект переднего плана, создавший крест Эйнштейна , содержал ∼ 10 10 М ⊙ темной материи ( ван де Вен и др. (2010) ). Это огромно !

Просто добавим несколько дополнительных цифр на другом конце шкалы к этому замечательному ответу: Эйнштейновский крест , хорошо известное явление сильного линзирования, вызван 10 10 М ⊙ темной материи ( источник ). И это, как правило, более «слабое» событие сильного линзирования. Это просто дает вам шкалу массы, необходимую для возникновения эффектов, о которых спрашивает OP в своем вопросе.
Вау, отличный ответ! Спасибо! Это было то, что я задавался вопросом в течение довольно долгого времени, я обязательно проверю все ссылки!
Есть профиль NFW, а никого с фамилией S не просили в соавторы? такая упущенная возможность.
@EmilioPisanty Они могли бы спросить Серсика, но он занимался своими делами .
Если темная материя искривляет свет, откуда мы знаем, что вещество в небе находится именно там, где мы думаем?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v