Кинетическая энергия и скорость вращения рукава галактики

Более высокая, чем ожидалось, скорость вращения звезд и газовых облаков на окраинах галактик сегодня объясняется привлечением темной материи, которая обеспечивает не только дополнительную гравитационную массу, объясняющую повышенную скорость вращения в рукавах, но и объясняет величину гравитационного линзирования более далеких галактик. галактики.

Кроме того, распределение темной материи вокруг спиральных галактик помещает ее снаружи галактик, а не внутри.

Конечно, более высокая, чем ожидалось, скорость за пределами галактик также приводит к более высокой, чем ожидалось, кинетической энергии. Должна ли дополнительная кинетическая энергия также увеличивать тензор энергии гравитационного напряжения в этой области пространства?

Если да, учитывают ли наши модели кинетическую энергию и ее тензор энергии гравитационного напряжения, игнорируют это, или эффект слишком ничтожен, чтобы иметь какое-либо значение?

Я не ожидаю, что дополнительная кинетическая энергия заменит темную материю, и подозреваю, что эффект может быть слишком мал, чтобы иметь большое значение, но распределение кинетической энергии вокруг галактики, интуитивно находящееся на поверхности, кажется правильным. распределения, поэтому я спрашиваю в общем, учитывают ли астрофизики это в своих моделях или нет, и если нет, то должны ли?

Считаете ли вы текущий ответ достаточным? Я просматривал свои старые вопросы и искал ответы, которые забыл принять , и случайно наткнулся на этот пост.
@uhoh Я не совсем уверен. Я как бы надеялся, что, возможно, какая-то объяснимая энергия искривляет пространство-время в достаточной степени, чтобы объяснить виды гравитационного линзирования и аномальные скорости звезд вокруг галактик. Другими словами, объяснить темную материю тем, что уже известно. Я упомянул кинетику, но, возможно, мне следовало включить в свой вопрос гравитационную потенциальную энергию. Уместно ли изменить или уточнить мой вопрос так поздно? Я думаю, что гравитационная потенциальная энергия между черными дырами искажает пространство-время, и часть ее теряется из-за гравитационных волн.
Я заметил, что вы не оставили комментарий под текущим ответом, поэтому автор ответа еще не знает о вашей озабоченности.
@uhoh Спасибо. Но уместно ли менять вопрос так поздно? Как бы то ни было, ответ автора на мой вопрос, касающийся только кинетической энергии, кажется подходящим по масштабу, хотя я не достаточно квалифицирован, чтобы судить об этом.
Как правило, мы не меняем существенно вопрос после публикации ответа, но ProfRob активно и быстро отвечает на вопросы, и я думаю, что он был бы восприимчив к некоторым уточнениям, если бы их спросили. Но другая стратегия состоит в том, чтобы скорректировать этот вопрос, чтобы он лучше соответствовал существующему ответу, а затем задать новый и другой вопрос. В нем вы вернетесь сюда и упомянете, что отличается, чтобы никто не подумал, что это может быть дубликат. Это то, что я обычно делаю, и мне это нравится, потому что таким образом появляются новые ответы.

Ответы (1)

Это ничтожно мало. Общая теория относительности не требуется для понимания динамики галактик. Движения нерелятивистские, максимум несколько сотен км/с, поэтому кинетическая энергия объектов всегда намного меньше, чем их энергия массы покоя.

Другой способ увидеть это - вычислить г М / р с 2 , отношение, которое говорит вам об относительном размере ошибок, которые вы получите, игнорируя GR в любом расчете.

Для нашей Галактики можно сказать, что около М ∼ 10 11 М ⊙ в пределах р ∼ 15 кпк, и отношение тогда 3 × 10 − 7 , что указывает на то, что ньютоновская гравитация подходит для большинства целей.

Обратите внимание, что гравитационная потенциальная энергия отрицательна и по величине несколько больше кинетической энергии объекта на связанной орбите. Это означает, что принятие общего релятивистского подхода будет означать, что «эффективная гравитационная масса» на самом деле меньше , чем сумма масс всех компонентов Галактики. Но как я уже говорил выше, эффект пренебрежимо мал.

Обратите также внимание на то, что распределение предполагаемой темной материи простирается далеко за пределы расположения большей части видимой материи. Таким образом, распределение плотности кинетической энергии вещей, которые мы видим, не удовлетворяет требованиям.

Кинетическая энергия и скорость вращения рукава галактики
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v