Astronet > Adiabaticheskie fluktuacii

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Na saite

Astrometriya

Astronomicheskie instrumenty

Astronomicheskoe obrazovanie

Astrofizika

Istoriya astronomii

Kosmonavtika, issledovanie kosmosa

Lyubitel'skaya astronomiya

Planety i Solnechnaya sistema

Solnce

Adiabaticheskie fluktuacii
3.08.2001 0:00 | "Fizicheskaya Enciklopediya"/Phys.Web.Ru

Adiabaticheskie fluktuacii v kosmologii - odin iz vozmozhnyh tipov malyh narushenii odnorodnosti Vselennoi, privlekaemyh dlya ob'yasneniya proishozhdeniya ee nablyudaemoi struktury: galaktik, a takzhe grupp, skoplenii i sverhskoplenii galaktik. Adiabaticheskie fluktuacii prisutstvuyut, veroyatno, uzhe na samyh rannih stadiyah evolyucii Vselennoi - vblizi kosmologicheskoi singulyarnosti (sm. Singulyarnost' kosmologicheskaya). Oni predstavlyayut soboi neodnorodnosti plotnosti i potencial'nye vozmusheniya skorosti veshestva, kotorye narushayut odnorodnoe i izotropnoe rasshirenie Vselennoi i, narastaya pod deistviem sil tyagoteniya, privodyat k obrazovaniyu gravitacionno obosoblennyh kosmicheskih tel. Adiabaticheskie fluktuacii sohranyayut udel'nuyu entropiyu strogo neizmennoi po prostranstvu - otsyuda ih nazvanie (sm. Adiabaticheskii process). Postoyanstvo udel'noi entropii yavlyaetsya, soglasno sovremennym teoriyam (sm. Barionnaya asimmetriya Vselennoi), odnim iz vazhneishih svoistv rannei Vselennoi.

V hode evolyucii Vselennoi melkomasshtabnye adiabaticheskie fluktuacii ispytyvayut sil'noe zatuhanie. V kosmologicheskih modelyah, v kotoryh predpolagaetsya, chto v nastoyashee vremya osnovnoi vklad v plotnost' veshestva dayut bariony, eto zatuhanie proishodit na stadii ionizovannogo vodoroda i vyzvano dissipativnym vzaimodeistviem vodorodno-gelievoi plazmy s fotonami, zapolnyayushimi Vselennuyu. Granichnyi masshtab adiabaticheskih fluktuacii, ispytyvayushii zatuhanie, esli opredelyat' ego massoi vovlechennyh vo fluktuaciyu barionov M_d zavisit ot atomnyh konstant i parametrov rassmatrivaemoi kosmologicheskoi modeli (Habbla postoyannoi H₀ i bezrazmernoi srednei plotnosti Vselennoi $\Omega_0$ , sm. Kosmologiya). Znachenie M_d ocenivaetsya po approksimacionnoi formule
$M_d={\displaystyle 4\over\displaystyle 3}\pi\overline{\rho}_b k_d^{\displaystyle -3}$
gde $k_d=2\pi/ \lambda_d$ - volnovoe chislo, sootvetstvuyushee masshtabu zatuhaniya v spektre adiabaticheskih fluktuacii, $\overline{\rho}_b$ - srednyaya plotnost' barionov, $h=H_0/[100 km/(s\cdot Mpk)]$ - bezrazmernyi parametr. Formula priblizhenno spravedliva pri 0,01< $\Omega_0 h^2$ <1.

V modelyah Vselennoi, gde po svoemu vkladu v massu dominiruyut slabovzaimodeistvuyushie chasticy, obladayushie massoi pokoya (naprimer, elektronnoe neitrino s predpolagaemoi massoi $m_\nu\sim$ 10-100 eV i, vozmozhno, nestabil'noe), zatuhanie melkomasshtabnyh adiabaticheskih fluktuacii vyzvano effektom peremeshivaniya - analog Landau zatuhaniya - na stadii, kogda slabovzaimodeistvuyushie chasticy byli relyativistskimi. Granichnyi masshtab zatuhaniya $M_\nu\sim m_{Pl}(m_{Pl}/m_\nu)^2$ gde $m_{Pl}\sim\sqrt{{\displaystyle c\hbar\over\displaystyle G}}$ - t. n. plankovskaya massa. V sluchae elektronnyh neitrino $M_\nu\sim 10^{15}M_\odot$ .

Informaciya ob adiabaticheskih fluktuaciyah, sushestvovavshih v epohu rekombinacii vodoroda (pri $z\sim 10^3$ , gde z - krasnoe smeshenie), sohranyaetsya v uglovyh fluktuaciyah temperatury mikrovolnovogo fonovogo izlucheniya $\Delta T/T$ . Poetomu dannye nablyudenii velichiny $\Delta T/T$ pozvolyayut ocenit' verhnie predely amplitudy adiabaticheskih fluktuacii raznyh masshtabov v epohu rekombinacii. Po-vidimomu, amplituda adiabaticheskih fluktuacii v masshtabah $\sim M_\nu$ to vremya sostavlyala $\sim$ 0,1%.

K momentu rekombinacii zatuhayut melkomasshtabnye adiabaticheskie fluktuacii i ostayutsya fluktuacii s massoi >M_d (ili $M_\nu$ ). Posle rekombinacii sohranivshiesya krupnomasshtabnye neodnorodnosti plotnosti rastut pod deistviem gravitacii, ne ispytyvaya protivodeistviya so storony sil uprugosti (davleniya), t k. M_d i $M_\nu$ sushestvenno prevyshayut kriticheskuyu dzhinsovskuyu massu v etu epohu (sm. Gravitacionnaya neustoichivost'). Poetomu obrazovanie struktury na nelineinoi stadii rosta adiabaticheskih fluktuacii nachinaetsya s koncentracii slabovzaimodeistvuyushih chastic i barionov v sil'no splyusnutye oblaka - t. n. bliny (veroyatno, pri $z \approx 4$ ). "Bliny", obladayushie massami $\approx M_d$ (ili $M_\nu$ ), yavlyayutsya predshestvennikami sovremennyh sverhskoplenii galaktik. V etoi modeli galaktiki obrazuyutsya vnutri "blinov" putem fragmentacii ih na chasti, kotoraya vyzvana slozhnymi gazodinamicheskimi, teplovymi i gravitacionnymi processami. Naryadu s obrazovaniem "blinov" teoriya predskazyvaet rozhdenie na bolee pozdnei stadii evolyucii voloknistyh i kompaktnyh sgushenii massy primerno togo zhe masshtaba, kotorye vmeste s "blinami" obrazuyut edinuyu yacheisto-setchatuyu krupnomasshtabnuyu strukturu Vselennoi. Esli osnovnaya massa Vselennoi zaklyuchena v gipoteticheskih slabovzaimodeistvuyushih chasticah tipa aksonov, fotino, gravitino, to teoriya predskazyvaet bolee slozhnuyu kartinu proishozhdeniya struktury Vselennoi iz adiabaticheskih fluktuacii, v kotoroi skopleniya i sverhskopleniya galaktik obrazuyutsya neskol'ko pozzhe samih galaktik.

Glossarii Astronet.ru

Publikacii s klyuchevymi slovami: krupnomasshtabnaya struktura Vselennoi - Kosmologiya - adiabaticheskie fluktuacii Publikacii so slovami: krupnomasshtabnaya struktura Vselennoi - Kosmologiya - adiabaticheskie fluktuacii
Sm. takzhe: Razlozhenie dalekogo sveta Formirovanie galaktik v magnitnoi Vselennoi "Effekty" Zel'dovicha, zapechatlennye na nashem nebe Sverhnovaya 1994D i neozhidannaya Vselennaya Kuda smeshaetsya krasnoe smeshenie? Samaya dalekaya sverhnovaya tipa Ia Rashid Alievich Syunyaev (k semidesyatiletiyu so dnya rozhdeniya) Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati