don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Categories:

Загадочное соотношение Талли-Фишера перестало быть загадкой!

Это соотношение гласит, что полная масса галактик пропорциональна четвертой степени от их скорости вращения на периферии. Если взять закон Кеплера, то увидим, что масса, деленная на радиус, пропорциональна квадрату скорости вращения. Вот эта штука выглядела настолько загадочной, то об неё разбилось немало голов, а Милгром даже создал специальную теорию тяготения (так называемую МОНД), где ввел руками такой потенциал на краю галактики, который обеспечил выполнение закона Талли-Фишера. Я сам брался за эту проблему за последние годы раз десять, но все время она выскальзывала из рук, как намыленная рыба.

И вот – эврика! Спасибо Константину (a_const), чьи вопросы заставили меня вернуться к теме – а что будет являться границей сгребания газа, через который летит черная дыра или просто гравитирующее тело. И тут меня осенило. Но расскажу по порядку, как мне сейчас это представляется. Дело было 370 тысяч лет после Большого Взрыва. В этот момент плазма остыла настолько, что электроны и протоны слились в водород. Этот газ стал прозрачным для излучения, которое перестало на него давить, отчего из этого газа, согласно Джинсу, стали возникать газовые облака в 10^5 масс солнца. В этот момент никаких звезд еще и в помине не было. Это все известно. Но теперь мы знаем, что в этом новорожденном газе двигались черные дыры, которые к этому времени уже образовали скопления. И эти дыры начинали сгребать газ вокруг себя – пропорционально своей площади. Как только вокруг черной дыры возникал аккреционный диск, он начинал доминировать в процессе дальнейшего сбора газа, потому что его площадь намного превосходила площадь самой дыры. И для краев этого диска становилось все равно - черная дыра сидит внутри или какое-то ньютоновское тело. И – вот тут собака и зарыта – на краю этого диска должно было выполняться условие границы «сферы тяготения тела» (см. справочник по неб. механике, ред. Дубошин, стр. 419)): ускорение притяжение к центральному телу равно возмущающему внешнему ускорению. Это может быть воздействие другого тела, или, в нашем случае, попросту трение газа на краю диска о среду. Если это трение было больше притяжения – то газ отрывался от диска и улетал, если притяжение доминировало, то, наоборот, – чего залетело в диск, то в нем застревало. Предполагая, что для всех одновременно возникающих галактик это трение было примерно одинаковым, получаем связь между размером диска и массой системы (диск+ центральное тело) – радиус оказывается пропорционален корню квадратному из этой массы. Теперь мы бежим в закон Кеплера, где у нас есть радиус – и заменяем его на корень квадратный из массы. В числителе у нас была масса, а теперь в знаменателе появился квадратный корень из массы. После сокращения получится, что корень квадратный из массы пропорционален квадрату скорости. А это и есть закон Талли-Фишера. После раскалывания Талли-Фишера, я подумал: но ведь если это так, то тогда должно выполняться условие полученное из границы «сферы тяготения»: радиус галактик должен быть пропорционален квадратному корню из массы. Это должно быть известно! Утром первым делом побежал к компьютеру – и действительно эта зависимость известна с 60-х годов. Ура! Вот уже кусок статьи с новыми уравнениями.



Немного подумав, я понял разницу между возникновением спиральных галактик и эллиптических, которые образуются вокруг более массивных дыр, чем спиральные. Еще поразмышляв, осознал, как растут центральные балджи в спиральных галактиках, которые похожи на эллиптические галактики. Попутно прочитал прекрасную книгу Ольги Сильченко о происхождении галактик (2017 год), написанную живым языком, с точки зрения очень опытного наблюдателя. Она от иерархической-инфляционной модели образования галактик не оставила камне на камне! Откровенно насмехается над теоретиками-космологами, чьей жизни мешают современные наблюдения. При этом она говорит, что аккреция очень важна в жизни галактик, а вокруг нас могут летать очень темные скопления. Молодец!

Все-таки, природа - это самый гениальный теоретик. Если она берется за дело (и ты понял, что она делает), то все проблемы решаются изящно и просто.

Еще раз спасибо Константину за инициацию всех этих соображений и расчетов. Сразу видно уроженца поселка Научный!
Tags: Научные истории
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 40 comments