ГлавнаяSpace → Крупномасштабная структура Вселенной

Крупномасштабная структура Вселенной

21 Авг 2015

Массивные нейтрино не могут постоянно двигаться со скоростью света. Когда средняя энергия фотонов упадет ниже энергии, примерно соответствующей массе покоя нейтрино, последние начнут замедляться и двигаться со скоростью, соответствующей их энергии. Если масса покоя нейтрино 30 эВ, то их торможение начнется задолго до захвата электронов ядрами. Захват же начнется лишь тогда, когда средняя энергия фотонов фонового излучения уменьшится до 1 эВ — энергии, при которой водород ионизуется фотонами плотной жидкости. Хотя по мере замедления нейтрино продолжают сглаживать возмущения, они с большой вероятностью могут гравитационно захватываться крупными возмущениями, которые еще не подверглись сглаживанию. Ученые оценили максимальный масштаб возмущений, не захватывающих нейтрино, а значит, минимальный масштаб возмущений, не подверженных сглаживанию. Этот масштаб соответствует современному расстоянию 100 млн. световых лет и массе 1015 — 1016 солнечных, что очень хорошо согласуется с размерами и массами сверхскоплений галактик.

Как совместить такие флуктуации с наблюдаемой изотропией фонового излучения? Нейтрино прекращают воздействовать на кривизну возмущений еще до окончания радиационно-доминированной эпохи, но в отличие от электронов вязкость жидкости не препятствует их движению. Столкновения нейтрино с фотонами и электронами столь редки, что они не подвержены вязкому трению. Гравитационные неустойчивости, связанные с нейтрино, могут начать развиваться до завершения радиационно-доминированной эпохи, и в этом случае гораздо больше времени для роста, чем у неоднородностей обычного вещества. Вот почему начальная амплитуда нейтринных возмущений, необходимая для объяснения современных неоднородностей вещества, может быть значительно меньше амплитуды возмущений, необходимой в смеси излучения и обычного вещества. С учетом массивных нейтрино флуктуации температуры фонового излучения, необходимые для образования наблюдаемых скоплений вещества, уменьшаются на порядок величины или больше. Таким образом, можно совместить теорию и наблюдения.

Новый вариант теории «блинов» ведет к естественному объяснению происхождения несветящегося вещества во Вселенной. Начальный коллапс «блина» рассеивает нейтрино, так как большинство из них разгоняются в ходе коллапса до больших скоростей, порядка 1000 км/с. Именно эти нейтрино частично заполнили впоследствии несветящиеся области межгалактического пространства. Однако часть нейтрино движется медленнее, так как первоначально они находились ближе к центральной плоскости «блина» и не испытали значительного ускорения. Тонкий слой газа вблизи центральной плоскости конденсируется и дробится на протогалактики. Медленные нейтрино притягиваются агрегатами обычного вещества, когда вблизи центра протогалактики оно продолжает конденсироваться, порождая звезды. Нейтрино на периферии протогалактики удерживаются под влиянием гравитации и никогда не конденсируются; они входят в состав галактической короны.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля