Кривая вращения галактики и темная материя

Я читаю "The Essential Cosmic Perspective" Джеффри О. Беннетта, Меган О. Донахью, Николаса Шнайдера, Марка Войта. В главе 14 утверждается, что свидетельством наличия темной материи в нашей галактике является то, что кривая вращения не совпадает с полученной в результате расчета. При расчете используется следующая формула

М р знак равно р в 2 грамм
куда М р это масса, заключенная внутри радиуса р от галактического центра.

Насколько я понимаю, приведенное выше уравнение является результатом теоремы о оболочечной системе. Но мы знаем, что теорема об оболочках применима только к сферически-симметричному распределению масс, а большинство галактик являются дисками. Так почему мы все еще можем это делать?

Можете ли вы обосновать свое утверждение (о том, что кривые вращения галактик рассчитываются на основе того, что вы называете теоремой об оболочечной форме)? Для объектов, близких к сферическим, ошибка в этом предположении очень мала (не более нескольких %).
вопрос отредактирован с указанием источника
@Kyson Мой ответ остается неизменным, независимо от источника. Теорема об оболочке применима только к сферически-симметричным распределениям масс. Это приближение, чтобы дать суть аргумента.
Авторы этой книги должны были сделать оговорку, что она вносит лишь небольшую ошибку и что в научной литературе (частью которой эта книга не является) такие упрощения не делаются (если только вносимые ошибки не намного меньше, чем в других источниках). ошибки). Если они этого не сделали, то это просто еще один пример плохой практики представления науки публике.

Ответы (2)

Мы не можем. Это чрезмерное упрощение используется только в элементарных методах лечения просто для того, чтобы придать аромат аргументу. Если вы видите, что это делается где-то в рецензируемой литературе, это, вероятно, неверно. Конечно, может быть правдой, что масса почти сферически симметрична, особенно если в ней преобладает сферически симметричный компонент темной материи, но видимый свет — нет. Или может быть правдой то, что на больших расстояниях даже от асимметричного распределения масс кеплеровский потенциал является хорошим приближением для орбит далеких объектов (например, галактик-спутников Млечного Пути). Измеренная кривая вращения галактики не делает такого предположения, это просто измерение скорости вращения как функции радиуса. Только интерпретация и моделирование должны иметь дело с массовым распределением.

Реальная ситуация намного сложнее. См., например , http://ned.ipac.caltech.edu/level5/March01/Battaner/revision.html .

Однако, даже если предположить, что вся масса сконцентрирована в дискообразной форме, единственный способ получить плоские кривые вращения — это предположить, что масса в диске не «следует за светом», т. коэффициент светимости значительно увеличивается с радиусом, что, по сути, все еще говорит о том, что у вас есть «темная материя», только в диске.

вопрос отредактирован с предоставлением исходной информации
  1. Ваше утверждение о предполагаемой сферичности неверно, если ссылаться на твердые научные доказательства .
  2. Даже если это было принято, результирующая ошибка скорости вращения мала для сфероидальных галактик и невелика для плоских галактик, при условии, что они сосредоточены в центре (каково их звездное распределение).

Ученые, конечно, хорошо осведомлены об ошибках, проистекающих из этого (и других) предположений (в особенности, если ситуация так проста, как здесь), и принимают во внимание (если не каждого отдельного ученого, то уж точно консенсус, достигнутый научное сообщество), что эти ошибки не имеют никакого отношения к научным выводам. Ваша цитата из учебника для бакалавров ничего в этом плане не доказывает.

вопрос отредактирован с предоставлением исходной информации
Кривая вращения галактики и темная материя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v