Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Крупномасштабная структура вселенной  (Прочитано 3907 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн kavictАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 18
  • Рейтинг: +0/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by kavict
Расширяя границы наблюдаемой Вселенной, астрономы не раз пересматривали свои представления о ее строении. Удивительно, но всего лишь сто лет назад они были почти уверены, что мир состоит из одной нашей Галактики, включающей сотни тысяч звезд и тысячи туманностей, многие из которых похожи на спирали.

Тот драматический период в истории астрономии завершился открытиями Эдвина Хаббла, окончательно доказавшими, что многие из тех странных туманностей - это другие галактики, беспорядочно разбросанные во вселенной. Последующий анализ распределения десятков тысяч реально наблюдаемых галактик показал, что их расположение в пространстве не такое уж беспорядочное, а подчиняется определенным закономерностям,
которые нашли отражение в понятии крупномасштабной структуры вселенной. В чем же заключается этот феномен  и каковы его возможные причины?
 
Сделаем краткий обзор работ на эту тему, размещенных на сайте www.arXiv.org за последние годы. Начнем с работы [1]: "На масштабах от мегапарсека до нескольких сотен мегапарсек (парсек - стандартная единица измерений расстояний в космосе, равная 3.26 световых года; мегапарсек - миллион парсек - типичная шкала измерений крупномасштабной структуры), вселенная имеет паутинообразное строение. В космической паутине галактики, межгалактический газ и темная материя образовали запутанную пространственную систему из плотных компактных кластеров, протяженных волокон, плоских стен и огромных, почти пустых областей -войдов. Волокна, вытягиваясь как гигантские щупальца от плотных узлов - кластеров, служат транспортными каналами, по которым массы перетекают к кластерам. Они окружают плоские стены - тонкие мембраноподобные образования из космических масс". Далее в работе [2] читаем: "Войды - это огромные регионы размером 20-50 Мпс., в которых практически нет галактик, обычно округлой формы и занимающие основную часть объема вселенной".

Чтобы представить 'рисунок' крупномасштабной структуры, помимо величины войдов хорошо бы еще знать оценку  толщины стенок, разделяющих войды. Однако в противоположность размерам войдов, часто встречающихся в работах, оценка толщины стенок встретилась в одной, довольно старой работе [3], где сказано: "Регионы, содержащие большую часть галактик - стены и волокна - тоньше, чем 10 Мпа."

Таким образом, крупномасштабная структура похожа на множество плотно уложенных многогранников различных форм и размеров, где войды - это внутренность многогранников, стены - соприкасающиеся грани, волокна (филаменты) - ребра, образованные пересечением стен, а кластеры (узлы) - пересечение ребер-волокон.

Несмотря на свое название, войды (англ. void - пустой) не совсем пусты - в них тоже встречаются галактики, но со своими особенностями: "Галактики войдов значительно отличаются от обычных галактик - их звезды более молоды и находятся в более крупных и менее искаженных газовых облаках. ...они голубее и имеют повышенный  темп звездообразования"[2].

Приблизительное, но наглядное представление о соотношении объемов, занимаемых элементами структуры, дают следующие цифры из работы [4], полученные, правда, методом численного моделирования. Так  объем пространства, занимаемого войдами, составляет около 69%, стенами - 26.8%, волокнами - 4%, узлами - 0.24%.

Ввиду огромности масштабов и привязанности наблюдателя к одной точке пространства, крупномасштабную структуру вселенной нельзя наблюдать визуально. Ее смогли обнаружить только после накопления сведений о десятках тысяч галактик и компьютерного построения их положений сначала на плоскости, а затем - в трехмерной системе координат.

В качестве источников данных для построения пространственного расположения галактик, в работах чаще всего упоминаются каталоги SDSS и 2dFGRS, в которых собраны сведения о более миллиона галактик - именно на этих, постоянно обновляющихся данных, и основываются исследования крупномасштабной структуры.

Чтобы задать координаты расположения галактики в пространстве, необходимо знать не только ее угловое положение, но самое сложное - удаленность от наблюдателя. Как известно, единственным и малонадежным носителем информации для определения расстояний на таких масштабах является красное смещение спектра принимаемого сигнала. Поэтому, строго говоря, координаты положения галактик определены не в реальном трехмерном пространстве, а в т. наз. пространстве красных смещений.

Вот что об этом написано в работе [5](под трассером здесь понимается наблюдаемый объект - галактика): "Поскольку для определения расстояния каждого трассера по направлению взгляда используется общее красное смещение, и два источника красного смещения (пекулярная скорость объекта и Хаббловское движение - kavict) не могут быть различены, кажущееся распределение трассеров в пространстве красных смещений
(в противоположность реальному пространству) перекошено, и этот эффект называется 'искажение пространства красных смещений'. На больших масштабах это приводит к удлинению структуры в направлении, перпендикулярном направлению взгляда...- т. наз. Kaiser-эффект. В противоположность этому, на малых масштабах структуры в основном вытягиваются вдоль линии взгляда, что известно как Finger-of-God-эффект." Несмотря на эти искажения, различием между пространством красных смещений и реальным пренебрегают и все координаты положения галактик относят к реальному пространству.

Из всех элементов крупномасштабной космической структуры наибольшее внимание в работах уделяется войдам. Чтобы их находить в огромном массиве координат галактик, разработаны специальные компьютерные программы - поисковики войдов. Наиболее часто упоминаемый из них - пакет ZOBOV. В этом алгоритме пространство, заполненное точками (каждая точка - это галактика), разбивается на ячейки Вороного. Объем каждой полученной ячейки характеризует среднюю плотность вещества (больше ячейка - меньше плотность). Затем выделяются зоны, где сомкнуты вместе наиболее крупные ячейки - эти зоны и принимаются за войды. Как отмечается в работе [6] "Одно из преимуществ пакета ZOBOV - в нем не нужно делать никаких начальных предположений о форме войда, что позволяет находить их естественные формы". Существуют и другие алгоритмы поиска войдов, но "...которые, к сожалению, не всегда дают согласованные результаты"[7].

Мы говорим о крупномасштабной структуре, образованной галактиками - т.е. видимой материей. Однако, по современным представлениям, видимая (барионная) материя - это всего лишь 4% от всего, что заполняет пространство. "Еще 20% плотности энергии Вселенной находится в форме темной материи, которая оказывает гравитационное влияние на обычную материю, но не поглощает и не испускает свет" [8].

Поскольку видимая материя гравитационно связана с темной материей, предполагается, что наблюдаемое пространственное распределение первой является индикатором распределения в пространстве второй. Поэтому сгустки видимой материи (галактики, водородные облака и т.д.) воспринимаются как трассеры (индикаторы положения) темной материи. Однако  "...пространственное расположение этих трассеров обычно отличается от распределения темной материи, что отражено в понятии 'смещение' (bias)"[5].

Но чтобы знать, насколько структура, образованная видимой материей, смещена относительно темной материи, необходимо знать, как распределена эта последняя. Для этого применяется т. наз. N-body-моделирование - компьютерное моделирование поведения в некотором объеме N массивных частиц, гравитационно взаимодействующих друг с другом. Дополнительные силы взаимодействия, а так же начальное расположение точек задаются, исходя из принимаемой модели вселенной.

Ввиду сложности расчетных алгоритмов число точек, участвующих в моделировании, ограничено. В то же время, объем пространства моделирования должен быть таким, в котором уже проявляется крупномасштабная структура. Поэтому каждая точка является очень грубой имитацией темной материи. Тем не менее, моделирование дает картину распределения темной материи, в которой так же наблюдаются войды, волокна и узлы, что хорошо представлено, например, в работе [4].

Теперь коснемся самого сложного вопроса современной космологии  - как образовалась крупномасштабная структура. Оставаясь в рамках концепции образования вселенной в результате Большого Взрыва, первопричины формирования крупномасштабной структуры исследователи относят ко времени ранней вселенной. В работе [9] отмечено: "Мы обязаны Г. Леметру, который в работах, датированных 1931 и 1934 годами высказал идею, что должна существовать крупномасштабная структура вселенной, которая образовалась в результате гравитационной нестабильности первоначальных малых неоднородностей".

Это тем более удивительно, что тогда еще ничего не было известно о существовании этой структуры. Более подробно читаем в работе [10]: "К моменту разделения вещества и излучения фотоны уже больше не могли ионизировать вещество, и эти две субстанции вышли из термического равновесия. Вследствие этого давление упало от очень высокого давления излучения перед разделением до очень низкого давления газа после разделения. Этот быстрый и хаотичный переход от высокого давления к низкому привел к диабатическим возмущениям давления и малым флуктуациям плотности. Установлено, что усиление возмущений плотности происходило не только в результате действия гравитационных сил, но так же благодаря теплообмену с окружающим пространством. Степень усиления неоднородностей строго зависела от ее размеров. В неоднородностях размером порядка 6.5 пс. гравитация и теплообмен действовали совместно, дополняя друг друга, что приводило к их быстрому уплотнению. Более крупные неоднородности, несмотря на более сильные гравитационные поля, уплотнялись медленнее из-за нелинейности теплообмена. С другой стороны, размеры неоднородностей, мельче 6.5 пс. росли медленно из-за слабой гравитации и недостаточного теплообмена, и не достигли нелинейного режима за 13.81 млрд. лет".

И, наконец, совсем коротко - в работе [11]: "К крупномасштабной структуре вселенной привели, по-видимому,
первоначальные флуктуации. Эти возмущения плотности послужили 'затравкой' для маломасштабных структур, которые гравитационно коллапсировали и разделились, образуя сеть из стенок, волокон и войдов. Эти флуктуации очень хорошо отпечатались на крупномасштабной структуре, как считают многие исследователи".

Как показывают исследования, определенные закономерности прослеживаются не только в пространственном расположении галактик, но и в их ориентации. Установлено, что положения осей вращения спиральных галактик и осей эллиптических проявляют, хотя и слабую, но вполне заметную связь с элементами крупномасштабной структуры, в которых эти галактики находятся. Приведем данные из некоторых работ.

"В целом  рассмотрено 178 войдов и 201 галактика для оценки их осей вращения. Отсюда выяснена вероятность распределения углов между осью вращения галактики и направлением на центр войда. Измерения показали, что предпочтительная ориентация осей вращения - перпендикулярно направлению на центр войда с вероятностью 99.7%"[12].

"...оси вращения ярких спиральных галактик имеют слабую тенденцию устанавливаться параллельно филаментам. У эллиптических галактик короткие оси устанавливаются преимущественно перпендикулярно оси филамента, в котором они находятся"[13]. Однако "Наблюдательная картина для случая ориентации осей вращения галактик относительно плоскости стенок остается пока неясной"[14]

Для объяснения причин такого упорядочения ориентации галактик применяется теория приливных вращающих моментов (Tidal Torque Theory), согласно которой "...протогалактики получают вращающий момент благодаря асимметричному взаимодействию между их тензором инерции и локальным полем приливных сил"[15]

В приведенном здесь кратком обзоре современного состояния космологии по вопросу крупномасштабной структуры вселенной отсутствует упоминание о трудностях, с которыми она сталкивается. Однако они есть. Вот некоторые из них.

"Хорошо установлено, что упрощенное описание является вполне точным в стандартной ЛямбдаCDM космологии, когда возмущения исходят только от нерелятивистской материи. Тем не менее, ситуация неудовлетворительная по двум причинам. Во-первых, качество наблюдательных данных быстро растет, и последние наблюдения галактик более точны, когда примитивное использование пространства-времени становится недостаточным. Во-вторых, истинная природа темной материи и темной энергии еще не установлена"[16]

"... По этим причинам нам следует рассматривать вероятность, что ОТО не обеспечивает окончательного описания гравитации на больших масштабах... Мы должны принять, что теория гравитации, которую мы используем, нуждается в доработке"[17].

"Темная энергия вступает в конфликт с нашими знаниями фундаментальной физики. Если она ведет себя так, как следует из космологической константы (введенной Эйнштейном), тогда ее значение в 10^60 раз меньше, чем следует из теории. Это наибольшее несоответствие из когда-либо отмеченных в современной физике... Это подразумевает, что либо космологическая константа неправильно описывает темную энергию, и возникает необходимость создания более экзотических моделей, либо требуются радикальные изменения в наших фундаментальных физических теориях, таких как квантовая механика, ОТО и т.д."[8].

Помимо введения темной материи и темной энергии, для устранения несоответствия теории гравитации наблюдаемым данным, исследователи модифицируют ее (например, работа [17]) или вводят новые сущности - квинтэссенцию (напр.[18]) или пятую силу (напр.[19]).

Учитывая отмеченные трудности, автор представляет свою гипотезу образования крупномасштабной структуры вселенной и упорядочения ориентации осей галактик. Гипотеза эта основана на принятии существования мировой среды, заполняющей все пространство. Модель такой среды описана в работе [20]. Она представляет собой сжатое множество мелких жидкоподобных массивных гранул, и обладает рядом замечательных свойств.

Не останавливаясь на причинах всеобщего сжатия этой среды, предположим, что в наблюдаемой части вселенной в данную эпоху происходит ее расширение. Динамика системы массивных тел, в которой действуют силы упругости, на таких огромных масштабах сложна - в одних областях расширение идет немного быстрее, чем других. В результате среда состоит из участков разной 'сжатости' - объемные участки ускоренного расширения разделены более плотными перегородками. Таким образом, среда создает, образно говоря, матрицу, на которой формируется вещество и эволюционирует в звездные образования. У такой среды условия образования частиц вещества и сила их гравитационного взаимодействия сильно зависят от степени ее сжатия, поэтому структура неоднородности сжатия проявляется в распределении наблюдаемого вещества, что мы и воспринимаем как крупномасштабную структуру вселенной.

Теперь об ориентации осей галактик. Описываемая среда обладает структурой, в которой есть несколько направлений, свойства вдоль которых отличаются от других направлений. Силы притяжения между телами в такой среде в общем случае нецентральны - они направлены мимо центров друг друга, с некоторым эксцентриситетом, зависящим от ориентации прямой, проходящей через центры этих тел, относительно особых направлений среды. Гравитационные силы между телами направлены строго друг на друга только в том случае, когда их общая прямая ориентирована вдоль одного из этих направлений.

В таких условиях система тел, вращающихся вокруг общего центра тяжести (напр. галактика) будет стремиться ориентировать свою ось вращения в одном из нескольких предпочтительных направлений, которые определяются структурой среды.


           Источники информации:
           
1.   //arxiv.org/pdf/1508.00737.pdf
2.   //arxiv.org/pdf/1307.7182.pdf       
3.   //arxiv.org/pdf/astro-ph/9702135.pdf
4.   //arxiv.org/pdf/1511.05971.pdf   
5.   //arxiv.org/pdf/1507.04363.pdf       
6.   //arxiv.org/pdf/1602.02771.pdf
7.   //arxiv.org/pdf/1504.06510.pdf
8.   //arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1110/1110.3193.pdf
9.   //arxiv.org/pdf/1311.2724.pdf
10.  //arxiv.org/pdf/1601.01260.pdf
11.  //arxiv.org/pdf/1509.02941.pdf
12.  //arxiv.org/pdf/1504.05465.pdf
13.  //arxiv.org/pdf/1308.2816.pdf
14.  //arxiv.org/pdf/1504.05456.pdf
15.  //arxiv.org/pdf/1409.7150.pdf
16.  //arxiv.org/pdf/1509.01699.pdf
17.  //arxiv.org/pdf/1508.06859.pdf
18.  //arxiv.org/pdf/1101.1026.pdf
19.  //arxiv.org/pdf/1212.2216.pdf
20.  www[точка]presdrop.ru
"Давайте сделаем открытие"
www.presdrop.ru

Оффлайн VimanaPro

  • *****
  • Сообщений: 8 054
  • Рейтинг: +222/-26
  • Well -- yes. In modern times, of course
    • Show only replies by VimanaPro
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #1 : 09 Мар 2016 [17:35:41] »
В чем же заключается этот феномен  и каковы его возможные причины?
В квадратном корне для значений Планковских величин и в метрике пространства-времени, куда эти величины входят во второй степени ( ), а можно ещё короче - в биспиноре
Ввести квант действия в космологию и гравитацию стоило мне немалых трудов. Некоторые из моих знакомых усматривали в этом своего рода трагедию. Но VimanaPro был другого мнения об этом ... Ведь теперь он точно знает, что квант действия играет гораздо большую роль, чем был склонен считать вначале…

Оффлайн Переверзев В.Ф.

  • ***
  • Сообщений: 168
  • Рейтинг: +6/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Переверзев В.Ф.
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #2 : 26 Дек 2016 [21:32:31] »
     Добавлю ещё о совпадениях векторов поляризации квазаров в крупномасштабных структурах:  http://arxiv.org/abs/1409.6098
Об этом популярно на русском: https://www.eso.org/public/russia/news/eso1438/

Оффлайн аФон+

  • *****
  • Сообщений: 4 056
  • Рейтинг: +32/-12
    • Show only replies by аФон+
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #3 : 27 Дек 2016 [18:44:00] »

Галактические стены напоминают сплетения нейронов в коре головного мозга человека

http://www.youtube.com/watch?v=aiNneqHzFzg

Онлайн -Юрий-

  • *****
  • Сообщений: 8 050
  • Рейтинг: +180/-10
  • Попытка - первый шаг к провалу.
    • Show only replies by -Юрий-
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #4 : 27 Дек 2016 [19:57:09] »
Галактические стены напоминают сплетения нейронов в коре головного мозга человека
А форма грецкого ореха вообще похожа на мозг человека. И чего?
Надо очень много знать, чтобы понять своё невежество.

Оффлайн konstkir

  • *****
  • Сообщений: 27 252
  • Рейтинг: +477/-97
    • Show only replies by konstkir
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #5 : 27 Дек 2016 [20:03:23] »
Неплохо замечено! :)

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 095
  • Рейтинг: +511/-52
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Show only replies by Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #6 : 27 Дек 2016 [22:02:52] »
орехи тоже разные бывают

Комментарий модератора раздела Одно только одинаково в этом мире: реакция модератора на оффтопик.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 095
  • Рейтинг: +511/-52
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Show only replies by Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #7 : 07 Янв 2017 [00:52:18] »
Удалены сообщения, не относящиеся к обсуждаемой теме.
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #8 : 21 Янв 2017 [12:11:25] »
У меня вопрос к специалистам по теме.

Прочитал недавно работу "Очерк развития космологии", авторы Барышев Юрий, Теерикорпи Пекка.
https://www.sao.ru/Doc-k8/Science/Public/Books/baryshev_teerikorpi-book.pdf

Заинтересовавшись автором, нагуглил новую работу с участием Юрия Барышева 2016 г.: "ГЛОБАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ЛОКАЛЬНОЙ ВСЕЛЕННОЙ СОГЛАСНО ОБЗОРУ 2MRS"
https://www.sao.ru/Doc-k8/Science/Public/Bulletin/Vol71/N2/ASPB167.pdf

Аннотация:
Приводятся результаты статистического анализа пространственного распределения галактик каталога 2MRS, содержащего сведения о 43533 красных смещениях галактик ИК-обзора всего неба 2MASS. Благодаря уникальным свойствам 2MRS-обзора, таким как покрытие 90% небесной сферы, отбор галактик в ИК-диапазоне, полнота включения старого звездного населения галактик, малость эффектов поглощения пылью, малость k- и e-поправок, получены статистические характеристики глобального распределения галактик Локальной Вселенной. Учтены важнейшие методические факторы, приводящие к искажению теоретически ожидаемых соотношений по сравнению с непосредственно наблюдаемыми. Для полных по объему (VL) выборок галактик построены радиальные подсчеты N(R), статистика SL(R, r) и полная корреляционная функция (условная плотность) Γ(r). Наблюдаемая условная плотность Γ(r) в пространстве красных смещений не зависит от светимости галактик и имеет вид степенной функции с наклоном γ≈1.0 в большом интервале масштабов от 0.1 Мпк до 100Мпк. Статистические характеристики пространственного распределения галактик каталога 2MRS сравниваются с соответствующими характеристиками искусственных каталогов: стохастические фрактальные распределенияигалактики каталога Millennium.
========

То есть, проведено локальное исследование крупномасштабной структуры вселенной по новым данным, включая инфракрасный диапазон (для которого пыль прозрачна). Насколько я мог продраться сквозь статистические методы, авторы указывают на то, что фрактальность распределения галактик прослеживается на бОльших масштабах, чем предсказывается по страндартной модели (LCDM-модели). Хотя, как я понял, авторы лишь осторожно намекают только на уточнение расстояний и на привлечение нового мат. аппарата для адекватного представления наблюдательных данных.

Было бы интересно услышать комментарии специалистов, может быть, самих авторов, если они здесь присутствуют, по поводу этих работ. Другими словами, как эти математические выкладки интерпретировать по возможности популярным языком, связав с общепринятыми современными научными представлениями (LCDM-модель и т.д.)?

В любом случае, думаю, ссылки будут по теме)

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #9 : 21 Янв 2017 [13:48:53] »
Локальная Вселенная диаметром примерно 520 миллионов световых лет
В приведенной работе, всё же, рассматривается бОльший объем Локальной вселенной, порядка 300 Мпс (~1 млрд св. лет).

И, кстати, еще встретилась работа тех же авторов 2014 г., где рассматривается еще бОльший объем.
http://vestnik.spbu.ru/html14/s01/s01v4/18.pdf
ФЛУКТУАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЛАКТИК В ГЛУБОКОМ ОБЗОРЕ COSMOS НА МАСШТАБАХ В ГИГАПАРСЕКИ. С. И. Широков, Д. И. Теханович, Ю. В. Барышев.

Выводы примерно те же: "...Независимо от параметра байеса линейные размеры наблюдаемых неоднородностей в радиальном распределении галактик на порядок больше предсказываемых LCDM-моделью максимальных размеров неоднородностей небарионной темной материи. В частности, наблюдаются размеры структур ∼1500 Мпк, а корреляционная функция, предсказываемая стандартной LCDM-моделью, должна обращаться в ноль на 174 Мпк."

Оффлайн konstkir

  • *****
  • Сообщений: 27 252
  • Рейтинг: +477/-97
    • Show only replies by konstkir
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #10 : 21 Янв 2017 [13:55:57] »
Нет строгих расчетов масштабов однородности Вселенной.
Есть экспериментальные факты, которые меняются. Но даже , скажем, неоднородности в 3млрд.с.л. не опровергнут современную модель БВ.

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #11 : 21 Янв 2017 [14:22:32] »
В https://www.sao.ru/Doc-k8/Science/Public/Bulletin/Vol71/N2/ASPB167.pdf говорится о 43 533 галактиках и 100 Мпк, что менее 1 млрд.св.лет.

В самом начале работы (первый абзац) авторы указывают "свой" размер Локальной вселенной - 300 Мпк. Ну и в разделе 2 "Используемые наблюдательны данные" сказано: "Общее число галактик 43533, и, охватывая 90% небесной сферы, каталог 2MRS имеет глубину порядка 300 Мпк".  Судя по всему, на этой выборке они обнаружили неоднородности порядка 100 Мпк, о бОльшем говорить не позволяет статистика в рамках обзора.
« Последнее редактирование: 21 Янв 2017 [14:35:17] от mevgend »

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #12 : 21 Янв 2017 [14:29:10] »
неоднородности в 3млрд.с.л. не опровергнут современную модель БВ
Конечно, я не специалист в приведенных численных методах со всякими байесами и т.д., но авторы в статье 2014 г. http://vestnik.spbu.ru/html14/s01/s01v4/18.pdf говорят о неоднородностях порядка 1500 Мпс (т.е. почти 5 млрд св. лет).

И я так понял, что модель БВ и LCDM-модель - это не одно и то же в общем случае?

Оффлайн konstkir

  • *****
  • Сообщений: 27 252
  • Рейтинг: +477/-97
    • Show only replies by konstkir
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #13 : 21 Янв 2017 [14:57:34] »
неоднородности в 3млрд.с.л. не опровергнут современную модель БВ
Конечно, я не специалист в приведенных численных методах со всякими байесами и т.д., но авторы в статье 2014 г. http://vestnik.spbu.ru/html14/s01/s01v4/18.pdf говорят о неоднородностях порядка 1500 Мпс (т.е. почти 5 млрд св. лет).

И я так понял, что модель БВ и LCDM-модель - это не одно и то же в общем случае?

Одно и то же, т.е. основная научная парадигма. А крупномасштабная структура Вселенной это надстройка, т.е. теория возмущений к модели лямбда-CDM. Такие теории не бронзовеют, а меняют параметры, вплоть до замены самой теории.

Кстати, неоднородность 5млрд.с.л.( еще не однозначный вывод) это где-то 1/1000 часть видимой Вселенной, так что еще можно говорить об общей однордности Вселенной.

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #14 : 21 Янв 2017 [15:52:21] »
еще можно говорить об общей однордности Вселенной

Как видно по статьям, у космологов идет нешуточный спор по поводу того, на каких масштабах наступает этот самый переход к однородности. Причем, теоретические предсказания вступают в спор с интерпретациями наблюдательных данных.

Другое дело, может, имеет смысл рассматривать наблюдательные данные сами по себе, в отрыве от распространенных теорий? Другими словами, наблюдательная картина, дополненная современными и будущими наблюдениями, сама подскажет теорию (интерпретацию наблюдений с помощью подходящего мат. аппарата), а не наоборот? Лучше, конечно, взаимодополнение, но его пока нет.

Онлайн -Юрий-

  • *****
  • Сообщений: 8 050
  • Рейтинг: +180/-10
  • Попытка - первый шаг к провалу.
    • Show only replies by -Юрий-
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #15 : 21 Янв 2017 [17:46:12] »
у космологов идет нешуточный спор по поводу того, на каких масштабах наступает этот самый переход к однородности.
И чего спорят? Разве это имеет какое-то важное значение?
Надо очень много знать, чтобы понять своё невежество.

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #16 : 21 Янв 2017 [18:29:00] »
важное значение

Судя по всему, да. Однородность вообще фундаментальное свойство, только непонятно, надо его искать, либо предполагать наличие. Уже приводилась ссылка на книгу "Очерк развития космологии", авторы Барышев Юрий, Теерикорпи Пекка.
https://www.sao.ru/Doc-k8/Science/Public/Books/baryshev_teerikorpi-book.pdf
так в этой книге целая глава посвящена важности этой темы среди космологов: 11. Фрактальность крупномасштабного распределения галактик.
.....
Столкновение идей в науке не обязательно приводит к крушению, а скорее служит углублению нашего понимания вселенной. Спор о фракталах – это именно такой случай, в котором старые вопросы можно увидеть в свете новых концепций, и это может привести к новой интерпретации наблюдений.

Обложка журнала New Scientist от 21 августа 1999 года гласила: Фрактальная Вселенная – Все, что мы знаем о космосе, может быть ошибочным. Таким шокирующим заголовком выразился научный журналист Маркус Чоун (Marcus Chown), проследив за жарким диспутом между ведущим космологом Офером Лахавом (Ofer Lahav) и астрофизиком более молодого поколения Франческо Силос Лабини.

Лахав представлял точку зрения стандартной космологической модели большого взрыва, в которой однородность вещества является основной гипотезой. Так он, как и большинство астрономов, считает, что фракталы кончаются через несколько десятков мегапарсек. Один из аргументов – это то, что нет динамической теории, которая могла бы произвести сильно флуктуирующие фрактальные структуры на крупных масштабах из первоначального очень гладкого состояния. Другим доводом является изотропное распределение по небу далеких рентгеновских источников и фонового космического излучения.

Силос Лабини ответил, что неоднородные фракталы в пространстве могут выглядеть на небе очень гладкими, даже если фрактальность простирается на сотни мегапарсек. Это связано к лакунарностью фрактального распределения. Более того, он подчеркнул, что многие стандартные результаты основаны на предположении об огромной массе темного вещества, которое прямо не наблюдается, но привлекается для объяснения разницы между теорией и наблюдениями. Он указал, что наблюдаемое фрактальное распределение галактик создает новую сложную загадку, от решения которой мы, может быть, очень далеки. Но встретиться с трудной проблемой намного интересней, чем спрятать ее «под ковер».

Оба спорщика согласились, что критические наблюдения для разрешения фрактального спора поступят из широкоугольных глубоких обзоров красных смещений галактик. Напомним еще один важный момент. При обсуждении однородности нужно помнить, что вселенная, как известно, содержит несколько субстанций: вакуум и другие релятивистские компоненты, темное вещество и обычное светящееся вещество. Вакуум всегда однороден, тогда как темное вещество и галактики могут иметь зону фрактальности и переход в однородность. Важно, что фрактальная галактическая вселенная и однородная релятивистская среда могут счастливо жить вместе. Обе они удовлетворяют Космологическому Принципу, не имея центра.
(гл.11.10 Искать однородность или предполагать ее наличие?)


Оффлайн greygreengo

  • *****
  • Сообщений: 645
  • Рейтинг: +24/-4
  • держи много!
    • Show only replies by greygreengo
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #17 : 21 Янв 2017 [19:06:07] »
Обзор интересен, хотя присутствует много нераскрытых мест. И хотя в обзорных работах не стоит останавливаться на элиминировании отдельной точки зрения, автор все-же делает это, что снижает ценность обзора, в сравнении с таким образцом, как например Паули "Теория относительности", к которому надо стремиться.
Что же моделей фрактальностей применительно к крупномасштабной структуре вселенной - для установления характера самоподобия, по моему мнению, надо более подробно представлять общие структурные элементы, присутствующие как в звездоформировании (образующем галактическую структуру), так и в процессах зарождения галактик. Получить и вычленить масштабно-инвариантные подобия, приводящие к наличию в системе фрактальности, выраженной в дробной размерности или в нелинейных динамических связях, приводящих к аттракторам общего вида, одинаковым (или лучше сказать подобным) как для галактик, так и для метагалагтик и выше - и, собственно, задача решена.
ЗЫ Если искать аналог динамической системы, то лучше всего использовать в первом приближении уравнения, описывающие рост грибницы. В целом, хорошо подойдет для галактики с одинаковыми по размеру звездами.
Под сем и подписуюсь... дата... печать...

Оффлайн mevgend

  • ***
  • Сообщений: 103
  • Рейтинг: +20/-0
    • Show only replies by mevgend
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #18 : 21 Янв 2017 [20:12:55] »
Из той книжки, в плане направления движения теоретических изысканий, понравился п.6.6. Интересно, есть ли новые работы Нотталя?

6.6. Фрактальное пространство-время Нотталя

Лоран Нотталь (Laurent Nottale), французский астроном, работающий в Медонской обсерватории, высказал смелые догадки о фрактальности в высшей субстанции современной физики – самом пространстве-времени. Классически, координаты, описывающие пространство-время, считались непрерывными и дифференцируемыми. В замечательной серии статей Нотталь предположил, что это не так, и что существуют такие масштабы пространства и времени, на которых нужно учитывать недифференцируемость пространства-времени. Более того, он продемонстрировал, что непрерывное, но недифференцируемое пространство-время с необходимостью фрактально. Фрактальность предполагает структуры на всех масштабах или в широком диапазоне масштабов, и Нотталь обобщил принцип относительности так, что законы природы должны быть верны в любой системе координат, независимо от ее состояний движения и масштаба. Состояние масштаба связано с пространственным и временным разрешением, которым описывается данная физическая система. Он назвал получившуюся теорию Теорией Масштабной Относительности.

Хотя теория Нотталя пока развивается и еще не является широко принятой частью физики, новый формализм уже предложил много волнующих идей и предсказаний. Это касается в частности граничных областей современной физики, т.е. мелких масштабов длины и времени (микромир, элементарные частицы), крупных пространственных масштабов (космология) и длительных масштабов времени. Предел длительных временных масштабов связан с хаотическими явлениями, в которых через некоторое время система скрывается в непредсказуемости, и информация о ее начальных условиях полностью теряется.

В микромире теория масштабной относительности проливает свет на квантовые явления, о которых теперь говорится, как о различных проявлениях фрактальности пространства-времени. Фактически, понимание квантовой механики (мелких пространственных и временных масштабов) было исходным мотивом теории масштабной относительности. Затем она была распространена на макроскопические хаотические явления, которые можно описать в терминах недетерминистической квантовоподобной теории, верной на очень больших временных масштабах.

Что касается астрономических наблюдений, то, возможно, самым интересным предсказанием теории масштабной относительности Нотталя является универсальная структура всех «солнечных» систем. При помощи своего уравнения для плотности вероятности планетных орбит вокруг звезды, Нотталь, по-видимому, подошел к старой аналогии, которая усматривает подобие между нашей солнечной системой и атомом, в котором электроны вращаются вокруг ядра. Но теперь аналогия более глубокая, и подкреплена математически и физически: она исходит из предположения, что хаотические планетные орбиты на очень длительных временных масштабах имеют предпочтительные размеры, корень чего кроется во фрактальном пространстве-времени и обобщенном уравнении движения Ньютона, которое принимает вид квантового уравнения Шредингера. В одном из своих писем Нотталь отмечает: «В действительности мое заявление состоит в том, что существуют структуры – «квантования» – в фазовом пространстве…, что структуры положения хорошо известны, даже если они пока неправильно понимаются, это то, что мы называем галактиками, группами, и т.д., но что существуют также соответствующие структуры скорости, которые являются ни чем иным как … эффектами Тиффта-Гатри-Напье (Tifft-Guthrie-Napier): но проблема состоит в том, что нынешняя космология работает только с половиной информации, и отбрасывает самую важную часть, поскольку основное квантование выражается в терминах скорости».

Как и в обычных теориях, Нотталь предполагает, что планеты образованы аккрецией планетезималей. Но орбиты этих маленьких строительных кирпичиков заполняют плоскость планет не случайным образом, а их распределение вероятности задается обобщенным уравнением Шредингера. Нотталь представил доказательство из нашей собственной и других планетных систем, что планеты, вращающиеся вокруг звезд, по-видимому, следуют предсказаниям в статистическом смысле. Предсказанное распределение орбит довольно простое и зависит только от массы центральной звезды и универсальной константы. Предпочтительный радиус обриты пропорционален (mass / Msun) х n^2, где n есть целое число. Нотталь предполагает, что квантование красных смещений Тиффта (Гл.5) также можно объяснить его теорией. Упомянутая константа содержит скорость 144 км/сек, кратные и дольные единицы которой, как говорят, появляются во внегалактических системах. Формула Нотталя задает положение пиков распределения вероятности – для индивидуальных планет нет предсказания, что они точно следуют этому закону. Десятки экзо-планет уже обнаружены. С увеличением статистики от будущих открытий других внесолнечных планетных систем, будет возможно проверить, согласуется ли эта новая глубокая физическая идея с наблюдениями. ...

Оффлайн (Антонн)

  • *****
  • Сообщений: 619
  • Рейтинг: +32/-1
    • Show only replies by (Антонн)
Re: Крупномасштабная структура вселенной
« Ответ #19 : 09 Июн 2017 [23:07:28] »
http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9853 как такое возможно ?  Наш Млечный Путь вроде принадлежит к сверхскоплению Девы.