Cтраница 1
Метагалактическая среда представляет собой тиногс-компонентную систему; она характеризуется распределением излучения, распределением барионов. Поэтому, кроме гидродинамических возмущений указанного типа, возможны локальные возмущения, при которых имеются локальные неоднородности одной компоненты при неизменной плотности другой. Реальный интерес могут представить возмущения плотности бариопов при неизменной плотности излучения, когда последняя преобладает. [1]
Метагалактическая среда содержит, кроме излучения, еще две компоненты - электроны и ионы. В соответствии с этим выражения для коэффициентов вязкости должны представлять собой сумму трех членов. [2]
В условиях расширяющейся метагалактической среды мерой эффективности нелинейного гидродинамического взаимодействия является отношение времени (5.2.3) к текущему возрасту мира, который задает темп изменения со временем общих условий во Вселенной. На активной фазе космогонического процесса скорость движений, наложенных на общее космологическое расширение, не меньше хаббловской скорости (5.1.1), так что гидродинамическое время не превышает текущий возраст мира. [3]
В реальных условиях метагалактической среды на активной фазе космогонического процесса существовал, по-видимому, весьма богатый набор случайных, хаотически ориентированных гидродинамических движений, содержащий как сильные, так и слабые возмущения, распространявшиеся в различных направлениях. [4]
Физические процессы в метагалактической среде, которые мы обсуждали в первых двух главах и будем обсуждать здесь, служат основой, на которой строятся современные космогонические представления. Среди этих процессов ] особое место занимает гравитационная неустойчивость. Для ее анализа требуется изучение динамики неоднородного распределения гравитирующей среды. Наиболее важные черты процесса могут быть выяснены, однако, на самом простом примере неоднородного, но сферически-симметричного распределения. [5]
Опрокидывание звуковых волн в расширяющейся метагалактической среде затрудняется из-за увеличения длины волны Я, со ( 1 z) 1, в результате чего гребню становится, так сказать, труднее догнать впадину. Тем не менее это может все же в принципе произойти. [6]
Рассмотрим развитие во времени гидродинамических возмущений в первоначально однородной и изотропной метагалактической среде. [7]
Падение плотности и температуры при космологическом расширении приводит к ряду изменений в составе и состоянии метагалактической среды. Прежде всего происходит аннигиляция нуклон-антинуклонных пар, а после этого нейтрино перестают взаимодействовать с другими компонентами среды, так как длина их свободного про-ега становится сравнимой с расстоянием до горизонта в Дальнейшем превышает его. [8]
Характер гидродинамических движений в ударных волнах на активной фазе космогонического процесса определяется физическими условиями в метагалактической среде. Мы увидим, что благодаря этому появляются некоторые выделенные значения масштабов и масс, отвечающих типичным характеристикам галактик и их скоплений. [9]
Теплопроводность не действует на вихревые движения; она существенна только для потенциальных движений, которые в метагалактической среде с преобладанием излучения непосредственно связаны с возмущениями температуры. Действительно, если в некоторой области плотность энергии оказывается повышенной, то, согласно общим соотношениям для термодинамически равновесного ( в данном случае локально) излучения, в ней также повышена температура и концентрация фотонов. Диффузия фотонов из области их повышенной концентрации в окружающую среду приводит к теплопроводности, к уменьшению плотности в области возмущения. По этой причине потенциальные движения затухают быстрее, чем вихревые. [10]
Итак, существенные характеристики галактик и скоплений появляются в картине протогалактических вихрей как следствие физических условий в метагалактической среде на активной фазе космогонического процесса. Соотношения для этих величин (5.6.11) - (5.6.14) не содержат произвольных параметров, связанных с затравочными возмущениями, а типичные массы и скорости вращения галактик в скоплении мало зависят от параметров скопления. [11]
Возвращаясь от общих гидродинамических соображений к картине распада неэволюционного разрыва, возникающего при сверхзвуковом столкновении газовых масс в метагалактической среде, мы можем теперь констатировать, чторезультатом столкновения является образование в зоне контакта облаков слоя уплотненного и разогретого газа, ограниченного расходящимися ударными волнами. В пределах этого слоя возникает вторичная турбулентность, содержащая значительную вихревую компоненту. Энергией для возбуждения н поддержания турбулентности служит тангенциальная компонента первоначального движения облаков. Энергия ударных волн обязана нормальной компоненте исходного относительного движения. Столкновения хаотически движущихся облаков чаще всего должны происходить так. [12]
Затравочные возмущения для гравитационной неустойчивости должны быть, как мы видим, много выше уровня статистических флуктуации в метагалактической среде на протяжении всей ее эволюции, которая вообще может изучаться на основании установленных физических законов. В этом смысле можно говорить о первичных возмущениях как о некоей структуре, изначально существующей во Вселенной. [13]
Если упомянутые в конце предыдущего параграфа отклонения от равновесия были достаточно велики, они могли привести к выделению из метагалактической среды отдельных облаков газа, уже не участвующих в общем космологическом расширении. [14]
Мы приходим к выводу о том, что тепловые флуктуации недостаточны, и в послеядерную ( р 101S г-см-а) эпоху состояние метагалактической среды должно было быть сильно неравновесным. Неравновесность могла быть двоякого рода: могли существовать либо значительные неоднородности плотности, либо макроскопические движения, прибавлявшиеся к общему космологическому расширению. [15]