בתשובה ליוסי, 11/07/23 19:14
 |
|
 |
||
|
||||
 |
מהידע המזערי שיש לי בנושא: א. לגבי גלקסיות, הן דוקא כן מהוות מוקד להצטברות חומר אפל - נדמה לי שהעדות הראשונה לחומר אפל היתה שהוא משנה את התפלגות המהירויות של כוכבים בשולי הגלקסיה. ב. לגבי יצירת כוכבים ודומיהם - נראה שבגלל שהחומר הזה לא עושה אינטראקציות מלבד גרביטציה, זה מונע מחלקיקים שלו לאבד אנרגיה בתהליכים מוכרים כמו חימום, קרינה וכדומה, ולכן כששני חלקיקי (או ענני, גושי וכו') ח"א חולפים אחד ליד השני, מלבד עיקום מסלול גרביטציוני, הם לא מאבדים אנרגיה ומאיטים מספיק כדי להתחיל ליצור גוף יציב. ראה למשל תשובה בקואורה בנושא. |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
ניטפוקי מהדרין: א. למיטב ידיעתי ניסוח עדיף הוא שהגלקסיות נוצרו במקומות בהם היתה צפיפות גבוהה יותר של חומר אפל (למשל בצמתים של רשתות קוסמיות). ב. "הם לא מאבדים אנרגיה ומאיטים" -> הם לא מאבדים אנרגיהקינטית ומאיטים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
א. זה משהו אנחנו יודעים? ב. כמובן, אבל זו כמעט טאוטולוגיה, לא? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
א. לפחות כך חשבתי. ב. אכן, זה היה ניטפוק לשמו. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תשובה יפה! ומכאן עולה השאלה - למה החומר האפל מצטבר בגלקסיות? __ שכ״ג כתב ״שהגלקסיות נוצרו במקומות בהם היתה צפיפות גבוהה יותר של חומר אפל״, אך האם סביר שלחוסר אחידות אקראי במפץ הגדול יש שונות מספיק גדולה כדי להסביר את התצפיות הקיימות? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
___________ אם לא, ייתכן שנעוץ כאן רמז לכך שהאפל אינו אפל לגמרי (לפחות לגבי אינטרקציות עם עצמו). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
למי שמוכן להסתפק בהצגה הפשטנית של pbs על צבירי החומר האפל בכלל ועל כוכבי הח״א שווב (אולי) גילה - https://www.youtube.com/watch?v=zUhOL38346Y ספוילר - אחד התנאים לתיאוריה המוצגת כאן היא השערת שכ״ג (א״ק, תשפ״ג) שאליה אני מגיב. שמישהו יתרגם אותה לשוודית. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני לא באמת יודע. אבל הבה נספקלץ - למרות מה שאמרנו לגבי "חיכוך" ואיבוד אנרגיה הנדרש ליצירת כוכבים ממש, ניתן לשער שעבור סקלות יותר גדולות, מספיק שהרבה חלקיקים של חומר אפל יתחילו בלהסתובב סביב איזה מרכז כובד לוקאלי1, ואז כן יהיה תהליך דינמי כלשהוא שיגביר את המשיכה מול עוד אחרים מהסביבה. עכשיו, מאחר ואין אינטראקציות ורוב האנרגיה נשמרת, ייתכן ורדיוסי הסיבוב יהיו עצומים - שנות אור - אבל עדיין הם ישמרו את "ענן הגז הלא-אינטראקטיבי" הזה כך שרוב החלקיקים שבו ממשיכים להסתובב ולא נפלטים בשיוט לאינסוף. 1 זה מצריך חוסר אחידות כלשהוא, כי במרחב אחיד לגמרי אין מרכזים כאלה |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם נספקלץ עוד קצת - בהינתן מצב ראשוני בו חלקיקי הח״א מקיפים מרכז כובד כלשהוא, אין שום תהליך1 שיגרום להם לאבד אנרגיה ולצמצם טווח לעבר מרכז המסה או לצרף אליהם לצמיתות חלקיקים נוספים שסתם עברו בסביבה. כלומר, לא ניתן להבדיל בין מצבים שונים על ציר הזמן. ___ 1. ממ... גלי כבידה? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אבל שים לב שמספיק ממש מעט חומר 'רגיל' באזור הזה כדי שהוא כן ימשוך יותר חלקיקי חומר אפל וישבור את סימטרית הזמן (והמרחב) שלך. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אולי אני מפספס משהו, אבל נראה לי שכשהחומר הרגיל מושך אליו חלקיקי חומר אפל הוא גורם להם להאיץ לכיוונו (בכל כיוון אליו ינועו), אך אין שום תהליך שיגרום לחלקיקים האלה להישאר בקירבתו או במסלול סביבו אם לא היו שם מלכתחילה. אם הבנתי את זה נכון, זה משול לכדור המקפץ על הרצפה ללא שום איבוד אנרגיה ומגיע בכל ניתור בדיוק לאותו הגובה. הצופה הקפדן לא יכול לדעת אם קלטת הווידאו מורצת קדימה או אחורה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זה לא מדוייק.. ההתנהגות של ענן חלקיקים בשדה גרוויטציה מתוארת על ידי משוואות ג'ינס. זה יכול להיות חומר רגיל (נגיד גז), או חומר אפל או אפילו אוסף כוכבים בצביר כדורי. אז בשדה גרוויטציה כל סוגי החלקיקים מתקבצים עד שהם מגיעים לשיווי משקל ולא יכולים להתקבץ עוד. מה שמיוחד בחומר רגיל הוא שיש מנגנון אחר, לא קשור לגרוויטציה, שגוזל אנרגיה קינטית מהמערכת - כאשר 2 חלקיקי גז מתנגשים הם פולטים קרינה א"מ1. וזה מאפשר לקריסה להמשיך2. בחומר אפל המנגנון הזה לא קיים. כל זה מתואר כאן. למנגנון שבו ענן חלקיקים מאבד אנרגיה תחת השפעת הגרביטציה בלבד יש תיאור יפה כאן. זה כמו התקררות של כוס מים באמצעות אידוי. באופן אקראי, חלקיקים אחדים יקבלו אנרגיה גבוהה (כתוצאה מאינטראקציה עם חלקיקים אחרים) - גבוהה מספיק כדי לעוף החוצה מהמערכת. וכך הם יורידו את האנרגיה הממוצעת של יתר החלקיקים. 1 וחלק ניכר ממנה לא נבלע שוב, אלא מסתלק מהמערכת 2 לא תמיד.. יש תנאי סף של מסה/טמפ/צפיפות כדי שענן גז יקרוס להיות כוכב |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הסבר יפה, תודה! | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
במחשבה שניה ושלישית, נראה לי [עם כל גרגרי המלח הנדרשים] שהסבר ה״התקררות דרך אידוי״ אינו מספק שום דרך לקבוע חץ זמן. חלקיק שנזרק במהירות מהמערכת ובכך גורע אנרגיה מחלקיקים אחרים (וגורם לחלקם, לפחות, להישאר במערכת) שקול לחלקיק שנכנס במהירות למערכת ומוסיף אנרגיה לחלקיקים אחרים (וגורם לחלקם, לפחות, לצאת מהמערכת). (בתשובה השניה אליה קישרת מופיעה גם האפשרות שהיקום נוצר מלכתחילה עם ריכוזי החומר האפל - לא הבנתי אם יש לזה סימוכין או שזאת השערה פרועה למדי). (בתשובה הראשונה אליה קישרת, הצלחתי (אולי) להבין את משוואת ג׳ינס, אבל לא הבנתי למה הכותב מניח יחס כלשהו בין האנרגיה הקינטית לזאת של הכבידה ( 2𝐾<−𝑊)) |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כיוון חץ הזמן זה נושא אחר לגמרי שנכתבו עליו ספרים רבים. זה לא קשור לחומר אפל. אבל במילה אחת, ההסבר הקצר לחץ הזמן הוא אנטרופיה. כאן יש הסבר חמוד וקצר של שון קרול שאם אני לא טועה כתב את אחד הספרים |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ההסבר אכן חמוד, אך זאת לא מה ששאלתי :) אם לא ניתן לקבוע את חץ הזמן בתנועת חומר אפל, גם אין סיבה שהוא יתקבץ לענן גלקטי. (חומר רגיל המתקבץ לכוכב, עכש״מ, פולט תוך כדי התהליך מספיק קרינה כדי להגדיל את האנטרופיה ולקבוע כיוון ברור לזמן). אני מבין שיש תאוריות על אינטראקציה בין חלקיקי החומר האפל, או על היווצרותו מלכתחילה בגושים (בקישור שהבאת, במידה וההשערה מעוגנת במאמר כלשהוא), או על אי קיומו. אבל לא השתכנעתי1 שחלקיקים שתכונתם היחידה היא מסה יתרכזו בצבירים כלשהם סתם ככה2. _____ 1. כן כן אני יודע. הקהילה המדעית עוצרת את נשימתה או משהו. 2. האם מערבולת ענקית של ח״א תייצר גלי כבידה? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מצטער אם לא הבנתי את השאלה. אולי השאלה שלך היא האם תהליך "קירור" כמו שתארתי מגדיל את האנטרופיה. אז בהחלט כן. בגלל זה אנחנו צופים בכוסות מים חמים מתקררות ולא צופים בכוסות מים קרים מתחממות באופן אקראי. למעשה, מבחינת אנטרופיה, אין הבדל בין איבוד אנרגיה על ידי קרינה לבין איבוד אנרגיה על ידי חלקיקים מהירים. פליטת קרינה היא הפיכה לחלוטין מבחינת חץ הזמן. כמו שחלקיק פולט פוטון, והאנרגיה הקינטת שלו יורדת - כך פוטון יכול להתנגש בחלקיק ולהעלות את האנרגיה הקינטית שלו. אם אתה מסתכל על תורת הקוואנטים *כל* האינטראקציות הפיכות בזמן. ההבדל היחיד הוא ברמת האנטרופיה הכללית של המערכת. האנטרופיה של המצב הסופי (ובמצב הזה כוללים גם את מה שנפלט) גדולה יותר מזו של ההתחלתי. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תמחק את המשפט בנוגע לתורת הקוואנטים (יש יוצאי דופן) אבל יתר התשובה מדוייקת. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
קודם כל תודה על הסבלנות והנכונות לחלוק ידע! אם השאלות שלי נשמעות קנטרניות אני מתנצל על כך. כשמדובר בויכוח על פיזיקה עם מי שמבין בנושא הרבה יותר ממני אני מודע לכך שאני בוודאות גמורה טועה לחלוטין, ובעיקר מנסה ללמוד למה. ובנוגע לאיבוד אנרגיה על ידי חלקיקים מהירים - אילו המצב ההתחלתי היה צביר ח״א תחום במרחב ריק, אזי חלקיקי ח״א הנורים מתוך הצביר אל המרחב הריק מבלי לשוב היו גורמים לנשארים בצביר (הנאמנים) לאבד אנרגיה. במקרה שכזה גם האנטרופיה היתה גדלה ולא היתה בעיה לקבוע את כיוון הזמן. אך אם המצב ההתחלתי הוא חלקיקי ח״א בפיזור אחיד (פחות או יותר) בכל היקום, והצביר הוא כמות מסויימת של חלקיקים נאמנים שבנקודת זמן מסויימת נעים במסלול מחזורי סביב מרכז המסה של גלקסיה או של עצמם, אני לא רואה סיבה מיוחדת שעל כל חלקיק נאמן שנורה החוצה מהצביר (ויגרום לו לאבד אנרגיה) לא ימצא החלקיק הסורר (שאולי אף נורה בעברו מצביר אחר) שנקלע לסביבה ובמסלול פתלתל הצטרף לנאמנים תוך כדי שהוא מעניק להם בחדווה את חלק מהאנרגיה הקינטית שהביא עימו. להבדיל מהמקרה הקודם, כאן לא ניתן יהיה לקבוע על פי פיזור הח״א את כיוון הזמן. אם נחזור לאנלוגית כוס המים, כמה אפקטיבי יהיה הקירור באמצעות אידוי כאשר כל שאר היקום מורכב ממים באותה צפיפות וטמפרטורה כמו אלה שבכוס? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בוא ננסה להתייחס לזה מזווית אחרת. אולי מתוך האינטואיציה שלך לגבי חומר רגיל ופוטונים, ניתן יהיה לבנות הסבר מספק לגבי חומר אפל. כתבתי שגם חומר רגיל שקורס תחת השפעת גרביטציה, סובל מאותה תכונה שאתה מתאר. שאם אתה מסתכל על חלקיק בודד, לא ניתן לזהות את חץ הזמן. באותה מידה שחלקיק פולט פוטון ומאט, חלקיק יכול לקלוט פוטון ולהאיץ. האם אתה מסכים? אם לא, למה לא? בתגובה האחרונה, כתבת: "אני לא רואה סיבה מיוחדת שעל כל חלקיק נאמן שנורה החוצה.. לא ימצא החלקיק הסורר שנקלע לסביבה..". את אותו משפט בדיוק אפשר לכתוב על הפוטונים! היקום מלא בפוטונים סוררים. האם אתה מסכים? אם לא למה לא? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
העניין הוא המאזן. גלקסיה פולטת הרבה יותר פוטונים מהכמות שהיא קולטת. וכוכב - על אחת כמה וכמה. ותוך כדי כתיבה אני מבין את החור בטענה שלי - זה המצב שכבר יש גלקסיות וכוכבים. אבל ביקום הקדמוני הפעוט, בו כבר נוצרו חלקיקי חומר רגיל צפופים וחמים בצורה כמעט אחידה, מה יגרום למערבולות אקראית של חלקיקי ח״ר הממירה אנרגיה קינטית לקרינה אלקטרו-מגנטית לא להמיר חזרה לקינטית את הקרינה השווה בעוצמתה המגיעה מהמערבולות השכנות? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יכול להיות שאי-אחידויות מקומיות מספיקות כדי להוציא את המערכת משיווי משקל, וברגע שנוצרת 'מערבולת' כזו, היא דוקא סוחפת עוד ןעוד חלקיקים שרק מגבירים את אי האחידות ונוצר משוב חיובי לכיוון קריסה מקומית לענן/כוכב שצפיפותו גבוהה בהרבה מהסביבה שלו. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חומר אפל או רגיל? עד כמה שאני מבין, מערבולת של חומר רגיל סוחפת חלקיקים ומתכווצת (כלומר מתאימה בהתמדה את מהירותם וכיוונם הממוצעים של החלקיקים לחלק הפנימי של המערבולת) במחיר פליטה קרינה אלקטרומגנית. השאלה שלי האם מערבולת של חלקיקי חומר אפל1, שבה התאמת מהירות וכיוון החלקיקים נעשה במחיר פליטת חלקיקי ח״א החוצה, יכולה - במאזן הכללי - לספח אליה יותר חלקיקי ח״א ממה שהיא פולטת. ___ 1. חלקיקי חומר אפל תיאורטים - כאלה שהתכונה היחידה שלהם היא מסה. אם יש אינטראקציה שאינה גרוויטציה בין החלקיקים הנ״ל אז הכל אפשרי2. 2. או אם המרחב מתפשט מהר יותר באיזורים דלילי ח״א, או שיש איזורים של אנטי גרוויטציה, או אלוהים יודע מה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
==> כמעט אחידה מדוייק, בדגש על המילה כמעט. אם בוחרים להסתכל על הרגע שבו נפלט ה cmb. ברגע זה הצפיפות היא כמעט אחידה, אבל יש איזורים שהם חמים יותר ואיזורים שהם קרים יותר. האסטרופיזקאים טוענים שיש התאמה בין האיזורים החמים/קרים לבין ריכוז הגלקסיות ביקום המודרני (האיזורים הקרים יותר מכילים את רוב הגלקסיות). האם זה מסתדר לך (אך ורק אם מתייחסים לחומר רגיל; נעזוב לשניה את החומר האפל)? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חומר רגיל - כן. אם אני מבין נכון את המאזן, איזורים צפופים מעט יותר מאחרים התכווצו במחיר פליטת יותר קרינה ממה שקיבלו מאיזורים פחות צפופים (והעלאת האנטרופיה הכללית) ומשם התהליך רק המשיך. האם יתכן תהליך דומה של חומר האפל, שאינו פולט קרינה אלה (בהינתן פערי צפיפות קטנים התחלתיים) חלקיקים של עצמו ובכך מעלה את צפיפות החומר באיזורים הדלילים יותר? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
רגע רגע, לפני שמדברים על חומר אפל.. אני רוצה לראות שאנחנו מבינים זה את זה. אז יש ענן גז התחלתי בנפח מקורי k. ואז הוא מתכווץ לנפח קטן מ k. כחלק מהתהליך, (בנטו, אחרי קיזוזים), יש קרינה שמסתלקת החוצה מאותו נפח מקורי k. אם אני מבין נכון, כתבת שהאנטרופיה הכללית גדלה במצב הזה. מן הסתם בזכות העובדה שהקרינה שהסתלקה מאכלסת עכשיו נפח יותר גדול. האם זה מה שאתה אומר? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אז לדעתי העיקרון דומה עבור חומר אפל. מבחינת אנטרופיה זה לא משנה אם החלקיקים שהסתלקו הם פוטונים או חומר רגיל, או חומר אפל. הפרטים יכולים להיות שונים.. קצב ההסתלקות הוא שונה, האנטרופיה פר חלקיק אולי אחרת, עוצמת "הכח שמתנגד" לגרביטציה היא שונה וכו. האם זה הגיוני בעיניך? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם הפרש הצפיפות ההתחלתי גדול מספיק, אז כן. | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |