Если вириальные аргументы, такие как «Как темная материя может коллапсировать без столкновений или излучения?» позволяют заключить, что темная материя могла коллапсировать в галактические ореолы чисто гравитационно, то верно ли это для других «бесстолкновительных газов», таких как космический фон нейтрино или фотонов (микроволновый фон) от Большого взрыва?
Если да, то насколько более плотным должен быть нейтринный или фотонный фон в нашем районе по сравнению с пустотами между скоплениями галактик?
Ответ «своего рода» как для нейтрино (с небольшой массой покоя), так и для фотонов космического микроволнового фона, у которых ее нет.
Оба находятся под действием гравитации, так что их траектории могут быть изменены.
С B-нейтрино имеют температуру 2К и текущую кинетическую энергию порядка одной десятой мэВ или около того. Массы покоя нейтрино еще не определены - по крайней мере, у одного из нейтрино энергия массы покоя > 0,04 мэВ, в то время как общая масса для всех трех ароматов, вероятно, будет <0,3 мэВ. Таким образом, нейтрино не являются сильно релятивистскими, и будет хвост из (относительно) медленно движущихся нейтрино, которые могут быть захвачены галактиками или, что более вероятно, скоплениями галактик.
Скорости нейтрино будут порядка если бы они имели распределение Максвелла-Больцмана. Однако более детальное рассмотрение с использованием соответствующего распределения Ферми-Дирака в расширяющейся Вселенной показывает, что средние скорости нейтрино (например, Lesgourges & Pastor 2012 )
Даже для масс нейтрино всего 0,15 мэВ численное моделирование предполагает умеренное (до двух раз) увеличение плотности нейтрино в нашей галактике по сравнению со средним значением (очевидно, что это критически зависит от реальных масс нейтрино) и, возможно, избыточные плотности. в массивных близлежащих скоплениях (таких как Дева) в 5 раз ( Ringwald & Wong 2004 ).
Фотоны реликтового излучения движутся со скоростью света и поэтому не могут быть захвачены гравитацией. Однако фотоны линзируются массивными скоплениями галактик на переднем плане, в основном при красных смещениях 2-3. Это вызывает флуктуации реликтового излучения (совершенно отличные от космологической ряби эпохи рекомбинации) на ряде угловых масштабов. Это должно быть очень важно в очень малых угловых масштабах (менее угловых минут - и в настоящее время очень трудно измерить), но вызывает когерентные отклонения реликтового излучения от поверхности последнего рассеяния в угловых масштабах 1-5 градусов (например, Льюис и Чаллинор). 2006 ), которые были четко обнаружены Планком и другими наземными приборами.
Анна В