Galaktische Revolutionen relativ zum Alter des Universums [Duplikat]

Gravitationsgebundene dynamische Systeme entwickeln sich auf einer dynamischen Zeitskala von zu ihren Gleichgewichtszuständen$\sim (G \rho)^{-1/2}$, wo$\rho$ist ihre durchschnittliche Dichte.

Wenn wir davon ausgehen, dass die Galaxy damit angefangen hat$10^{12}$Sonnenmassen in einer Sphäre mit Radius$10^5$pc, dann beträgt die dynamische Zeitskala 1 Milliarde Jahre.

Betrachten wir ein Objekt am „Rand“ eines solchen Systems, die Newtonsche Gravitation und ein bisschen Rotationsmechanik, stellen wir fest, dass auch die schnellstmögliche gebundene Umlaufzeit von Bedeutung ist$(G\rho)^{-1/2}$. Die Sonne steht nicht am Rand und die durchschnittliche Dichte innerhalb der Sonnenumlaufbahn ist viel höher, sodass die Umlaufzeit etwas kürzer sein kann (Faktor vier).

Was wir also sehen, ist genau das, was für a erwartet wird$>10$Milliarden Jahre altes Universum - ein relativ stabiles dynamisches System.

Sie könnten dieses Argument auf die Zeitskala für große Galaxienverschmelzungen ausdehnen. Die Entfernung zwischen Galaxien beträgt etwa das Zehnfache ihrer Größe, und daher ist die mittlere Dichte von Galaxiensystemen 1000-mal geringer als für eine einzelne Galaxie. Dies erhöht die relevante dynamische Zeitskala um$1 \times 1000^{1/2} \sim 30$Milliarden Jahre. Dass die Milchstraße und Andromeda etwa 17-18 Milliarden Jahre nach dem Urknall kollidieren werden, ist daher auch kein unerwartetes Ereignis.