Итак, я недавно наблюдал за моделированием эволюции плотности темной материи и температуры газа во Вселенной. Однако я не смог найти описание того, при каких предположениях он был сделан и что он нам говорит.
Моделирование находится здесь: http://www.illustris-project.org/movies/illustris_movie_cube_sub_frame.mp4
Описание рядом с видео:
Эволюция во времени (сопутствующей) кубической области размером 10 Мпк внутри Иллюстриса, визуализированная снаружи. На роликах слева показано поле плотности темной материи, а справа температура газа (синий: холодный, зеленый: теплый: белый: горячий). Быстрые колебания температуры вокруг массивных ореолов связаны с радиационной обратной связью АЯГ, которая наиболее активна во время фаз квазара. Более крупные «взрывы» происходят из-за обратной связи в радиорежиме.
Может быть, кто-то из вас уже некоторое время размышлял об этих вещах и мог бы ответить на некоторые из моих вопросов о симуляции?
1) Кажется, там, где у нас большая плотность темной материи, у нас также есть большая температура, что означает большую плотность материи, это области, в которых формируются новые галактики или звезды?
2) Создается впечатление, что плотность тёмной материи просто медленно нарастает в этой сетке, но никуда не движется, значит ли это, что тёмная материя медленная? (нерелятивистский)
3) Счетчик звездной массы увеличивается, что означает формирование новых солнц. Означает ли это, что изначально Вселенная была более однородной по плотности материи, однако некоторые области притянули больше материи и начали формировать галактики?
Стандартная космология предполагает однородность (а также изотропность) Вселенной. Хотя мы знаем, что это только приближение, мы также знаем, что для космических масштабов оно хорошее. Это можно увидеть в космическом микроволновом фоновом излучении ( CMB ). Однако изначально небольшие неоднородности ответственны за образование галактик и звезд за счет гравитационного взаимодействия. (Это должно ответить на ваш третий вопрос).
Осторожно: следующий абзац полон домыслов!
Неизвестно, являются ли эти нерегулярности (квантовыми) флуктуациями в исходной системе, скажем, после инфляции, или они происходят из сгустков темной материи. Если это так, то все еще возникает вопрос, почему темная материя (ТМ) сгруппировалась в первую очередь. Однако на этот вопрос невозможно ответить прямо сейчас, поскольку мы не знаем, что такое ДМ на самом деле. Отвечая на ваш первый вопрос, да, это области, где формируются галактики, но мы не можем сказать, почему.
Однако маловероятно, что звезды образовались в области более высокой плотности ТМ, так как предполагается, что плотность в гало галактики достаточно однородна, особенно в малой части, т. е. в Солнечной системе. Поскольку DM не взаимодействует электромагнитным образом, он не рассеивается, образуя звезды.и планеты как светящаяся материя.
Последнее предложение уже как бы касается вашего второго вопроса. Кроме того, существует различие между холодной темной материей (CDM) и горячей темной материей. В то время как большинство теорий отдают предпочтение CDM (Axions, WIMPs, MACHO), который является нерелятивистским, существуют также модели горячей темной материи с ультрарелятивистскими нейтрино.