Эволюция частиц Темной Материи

[PSR1257]

Вопросы:

1. Частицы ТМ - начиная с ранних эпох (z~1000) - были ли подвержены красному смещению? С одной стороны вроде бы да, но поскольку большая часть их гравитационно связана в галактики / кластеры галактик - то скорее нет (?);
2. Если верно что частицы ТМ существенно не "покраснели" (выше) то почему они такие медленные (скорость убегания из нашей Галактики ~500 км/c)? Представляется вероятным что они образовались задолго до эпохи рекомбинации* - т.е. они не продукт "обычной" материи (протоны, электроны, фотоны) - когда Вселенная была существенно более горячая (кварковая плазма или до). В силу их слабого (гравитационного) взаимодействия передать существенное количество энергии они не могли;
3. За то, что частицы ТМ всегда были медленные как бы говорит само образование галактик - если бы они были горячие в эпоху конденсации материи в галактики то собственно они бы быстро покинули протогалактики. Далее они могли конечно подвергнуться красному смещению и их конденсация в _уже_ сформировавшиеся галактики произошла позже - возможно ли такое?

Спасибо за возможные ответы.

* Если не говорить о аксионах или нейтрино - но последние вроде бы не могут быть кандидатами.

[konstkir]

Какие-то нелепые вопросы.
Чем в в таком смысле отличаются протоны в галактиках от частиц ТМ?

[PSR1257]

Чем в в таком смысле отличаются протоны в галактиках от частиц ТМ?

Поскольку частицы ТМ подвержены в-основном гравитационному взаимодействию, они в некотором смысле "реликтовые" (как и реликтовые фотоны). Порядок приобретенной ими скорости за счет конденсации в галактики порядка скорости убегания (~500км/c), вопрос - почему они такие медленные?

Протоны же приобретают или теряют энергию.

[bob]

Вопросы:
Частицы ТМ - начиная с ранних эпох (z~1000) - были ли подвержены красному смещению?

Нет, не подвержены. Все существующие модели ТМ сводятся к фермионной материи (вимпы, тяжёлые нейтрино и т.п.). Фермионы это волны де Бройля, которые красному смещению не подвержены. Иначе Вам придётся фантазировать о красном смещении волновой функции протона и электрона, например. Что не реально. Краснеют только дальнодействующие безмассовые бозоны, а именно - фотоны (или пока что гипотетичные гравитоны). В общем, это ответ на все Ваши три вопроса, содержащие в основе одно и то же ошибочное исходное предположение о том, что фермион может краснеть.

[Geen]

Фермионы это волны де Бройля, которые красному смещению не подвержены.

А почему, собственно, нет? Точно также (почти; быстрее только) теряют энергию и импульс.

Что не реально.

Если вселенную заполнить газом, то при расширении этой вселенной температура будет падать (что и происходило в эпоху "деионизации").

[bob]

теряют энергию и импульс.
Если вселенную заполнить газом...

При этом внутренняя энергия частиц газа не изменится. Топикстартер же желает, чтобы менялась она. Но электрон сегодня такой же, как и сразу после отделения излучения от вещества. Согласен, он теперь встречается реже и ползает в среднем, медленнее, чем тогда. Но сам он точно такой же.

[Geen]

При этом внутренняя энергия частиц газ не изменится.

Мммм, при падении температуры (идеального) газа как-раз внутренняя энергия и уменьшается.

Согласен, он встречается реже и ползает медленнее, чем тогда.

Так именно это и нужно ТС...

[PSR1257]

В общем, это ответ на все Ваши три вопроса, содержащие в основе одно и то же ошибочное исходное предположение о том, что фермион может краснеть.

Пожалуй, это вспомогательные вопросы. Основным все же является почему частицы ТМ изначально? были такими медленными - это необходимое? условие для их гравитационной конденсации в протогалактики и протокластеры.

Если же, как Вы утверждаете, ТМ не подверглась красному смещению то эффект усиливается.

[PSR1257]

А почему, собственно, нет?

Я встречал в статьях (например, "Ultra High Energy Cosmic Rays and Neutrinos" by Roberto Aloisio) - где рассматриваются модели распространения космических лучей сверхвысоких энергий - учет красного смещения.

[Ly-S]

ТМ не подверглась красному смещению

Какое красное смещение у невидимой материи ?

[bob]

Я встречал в статьях (например, "Ultra High Energy Cosmic Rays and Neutrinos" by Roberto Aloisio) - где рассматриваются модели распространения космических лучей сверхвысоких энергий - учет красного смещения.

Не надо путать длину волны со скоростью заряженной частицы. Конечно, протон, разогнанный в джете далёкого квазара, прилетит к нам медленнее более близко с той же энергией испущенного. Но его волна де Бройля (а соответственно и масс-энергия покоя) не будет отличаться от такой же у протона в Вашем стакане чая. Потому, что он имеет досветовую скорость распространения. "Краснеет", меняет собственную длину волны с расстоянием,  только та из частиц, что распространяется со скоростью света. То есть фотон. Всё остальное может двигаться медленнее, но своих квантовых характеристик при этом не изменит.

[PSR1257]

Какое красное смещение у невидимой материи ?

Пожалуйста, раскройте вопрос. Реликтовое излучение также "невидимо" (взаимодействует только с определенными объектами).

Конечно, протон, разогнанный в джете далёкого квазара, прилетит к нам медленнее более близко с той же энергией испущенного. Но его волна де Бройля (а соответственно и масс-энергия покоя) не будет отличаться от такой же у протона в Вашем стакане чая.

Т.е. протон, имевший энергию в источнике (далеком квазаре) 10^20 эВ будет иметь "здесь" меньшую энергию (<10^20 эВ - допустим, 10^19 эВ - если пренебречь его потерями в столконовениях с реликтовыми фотонами и проч.), верно?

[dvb]

Фермионы это волны де Бройля, которые красному смещению не подвержены.

Длина волны Де Бройля определяется не внутренней энергией частицы, а ее полной энергией. Соответственно, зависит от системы отсчета. И у фотона в том числе.

[Ly-S]

Если ТМ это частицы, не связанные между собой, то за 13,7 млрд. лет эти часицы не израсходовали бы себя на излучение ?

[Дмитрий Вибе]

Если ТМ это частицы, не связанные между собой, то за 13,7 млрд. лет эти часицы не израсходовали бы себя на излучение ?

Нет.

[Ly-S]

Не знаю, имеют ли разделенные частицы столько энергии на излучение с определённой частотой, которой хотя бы хватило на миллион лет, чтобы потом налипанием образовывать небесные тела.

[Дмитрий Вибе]

Не знаю, имеют ли разделенные частицы столько энергии на излучение с определённой частотой, которой хотя бы хватило на миллион лет, чтобы потом налипанием образовывать небесные тела.

Я тоже не знаю. Какое это имеет отношение к обсуждаемой теме?

[Ly-S]

Автор темы говорит о частицах ТМ, самой ранней эпохи:

Частицы ТМ - начиная с ранних эпох (z~1000) - были ли подвержены красному смещению?

[Дмитрий Вибе]

Автор темы говорит о частицах ТМ, самой ранней эпохи:

Большое спасибо за важную информацию, но я спрашиваю, какое отношение к теме имеют загадочные частицы, о которых пишете Вы, а не автор темы.

[bob]

Длина волны Де Бройля определяется не внутренней энергией частицы, а ее полной энергией.

Я сказал только то, что масс-энергия покоя частицы, пришедшей с большого расстояния, не изменится. То, что за её пределами, может меняться. В случае заряженной частицы у неё, если она испущена с космологически большого расстояния, снизится скорость. И это всё. Частица останется вполне самоидентична, будет вступать в те же реакции и т.п. Не "покраснеет" ни разу. Она просто слабее врежется в детектор, чем положено испущенной близко.