Галактические обороты относительно возраста Вселенной [дубликат]

Гравитационно-связанные динамические системы эволюционируют к своим равновесным состояниям в динамическом временном масштабе$\sim (G \rho)^{-1/2}$, куда$\rho$их средняя плотность.

Если предположить, что Галактика началась с$10^{12}$массы Солнца в сфере радиусом$10^5$пк, то динамическая шкала времени составляет 1 миллиард лет.

Если мы рассмотрим объект на «крае» такой системы, ньютоновскую гравитацию и немного вращательной механики, мы обнаружим, что самый быстрый связанный орбитальный период также имеет порядок$(G\rho)^{-1/2}$. Солнце не находится на краю, и средняя плотность внутри солнечной орбиты намного выше, поэтому орбитальный период может быть немного короче (в четыре раза).

Таким образом, мы видим именно то, что ожидается от$>10$Вселенная возрастом миллиард лет - относительно установившаяся динамическая система.

Вы можете распространить этот аргумент на временную шкалу крупных слияний галактик. Расстояние между галактиками порядка десятикратного их размера, и, таким образом, средняя плотность систем галактик в 1000 раз ниже, чем для отдельной галактики. Это увеличивает соответствующую динамическую шкалу времени до$1 \times 1000^{1/2} \sim 30$миллиард лет. То, что Млечный Путь и Андромеда столкнутся примерно через 17-18 миллиардов лет после Большого взрыва, также не является неожиданным событием.