Wie lange würde es dauern, bis eine Galaxie ohne Dunkle Materie kollabiert?

Ich versuche, die Auswirkungen der Schwerkraft im Kosmos ohne Komplikationen durch Probleme mit dunkler Materie / dunkler Energie zu verstehen. Meine Frage ist also, unter der Annahme, dass eine Galaxie (zum Beispiel die Milchstraße) keine dunkle Materie enthält, kennt jemand die Gleichung, die erklären würde, wie lange es dauern würde, bis die Galaxie in das massive Schwarze Loch kollabiert, das darin steht Center?

Wenn wir die Frage auf das Universum ausweiten würden, wären die Gleichungen anders und warum? (wieder keine Dunkle Energie bzw Λ oder eine Hubble-Konstante wäre involviert, so dass ich mich leicht mit der Frage der Schwerkraft in einem sehr großen Maßstab befassen kann).

Ich versuche seit einiger Zeit, Informationen zu diesem Thema zu erhalten, daher ist jede Hilfe bei Gleichungen willkommen. Ich würde mich auch über einige gute Referenzen freuen, insbesondere über ein gutes Buch zu diesem Thema.

Antworten (2)

Sie haben da eine Reihe von Missverständnissen, und sie werden es sehr schwer machen, die Frage so zu beantworten, wie sie gestellt wurde ...

1) Unsere Galaxie wird nicht auf natürliche Weise in das zentrale BH kollabieren. Etwas Material wird hineinfallen, aber das meiste davon kreist einfach weiter. Siehe zum Beispiel diese Frage: Wie wird das supermassereiche Schwarze Loch unsere Galaxie beeinflussen?

2) Es wird angenommen (aus vielen überzeugenden Beweisen), dass Galaxien hauptsächlich aus dunkler Materie bestehen, es ist sehr schwierig, sie auf Galaxienebene einfach zu ignorieren, da die Bildung einer realistischen stabilen Galaxie ohne sie nahezu unmöglich ist. Und dunkle Materie ist tatsächlich einfacher zu verstehen als gewöhnliche "baryonische" Materie, weil sie nur gravitiert, sodass Sie alle Komplikationen ignorieren können, die auftreten, wenn Sie sich mit Elektromagnetismus befassen müssen. Sie sind besser dran, "normale" Materie zu ignorieren und eine "Galaxie nur aus dunkler Materie" in Betracht zu ziehen (obwohl dies nur eine kugelförmige Blob-Komponente der Galaxie hervorbringen wird, mit mehr kleinen kugelförmigen Blobs, die sie umgeben, keine der schönen Spiralformen, die Sie sehen in Bildern - aber am besten einfach anfangen!).

3) In sehr großen Maßstäben (viel größer als Galaxien), Λ ist die dominante "Kraft", die die Evolution im Standardmodell der Kosmologie antreibt. Auch hier kann nicht wirklich ignoriert werden (obwohl Sie vernünftigerweise ignorieren können Λ für ein galaxiengroßes System).

Mein Vorschlag wäre also, Ihre Bemühungen darauf zu konzentrieren, etwas über DM und DE zu lernen, anstatt Ihre Bemühungen zu verschwenden, indem Sie versuchen, etwas über ein Universum ohne sie zu lernen. Ich muss vorerst laufen, werde aber versuchen, ein paar nützliche Links zu posten, um Ihnen etwas später den Einstieg zu erleichtern.

Ja, ich schätze alles, was Sie sagen. Ich kenne mich eigentlich ein bisschen mit DE aus und versuche, ein Modell (Computerprogramm) zu bauen, das zeigt, wie das Universum ohne DE zusammenbrechen würde. DE macht sich also tatsächlich auf den Weg. Bei der Verwendung von Standardgleichungen, die ich für die Universumsentwicklung finde, stoße ich auf Probleme, da sie bereits DE enthalten, und ich bin mir nicht sicher, wie ich es aus der Gleichung entfernen kann, ohne die Gleichung zu brechen. Um also die Schwerkraft in großem Maßstab und in reiner Form zu verstehen, wäre es gut, wenn DE hypothetisch ignoriert werden könnte.
Können Sie einige dieser Gleichungen posten, mit denen Sie arbeiten und bei denen Sie auf Probleme stoßen? (vielleicht als neue Frage oder Erweiterung zu dieser)
Okay, fair genug. Ich denke, der beste Weg, es zu betrachten, ist die Betrachtung von Galaxienhaufen. Galaxien in einem Haufen erfahren gegenseitige Anziehung. Ich nehme an, in einem Galaxienhaufen müssen wir uns nicht so viele Gedanken über DE machen oder zwischen dunkler und baryonischer Materie unterscheiden. Es ist nur wichtig, dass sie im Laufe der Zeit aufgrund der Schwerkraft miteinander verklumpen. Welche Gleichungen beschreiben also die Zeit, die ein Galaxienhaufen benötigen würde, um schließlich zu einem einzigen Objekt zusammenzuballen?
Ah, jetzt kommst du irgendwo hin. Eine kurze Antwort/ein guter Ausgangspunkt ist die Press-Schechter-Theorie en.wikipedia.org/wiki/Press%E2%80%93Schechter_formalism . Es gibt einen guten Abschnitt über die technischen Details in Binney & Tremaines klassischem Text „Galactic Dynamics“.
Ja Dankeschön. Das könnte mich zu einem guten Start führen. Wenn ich mir die Gleichung jetzt anschaue, kann ich sehen, dass die Anzahl der gebildeten Objekte davon abhängt ρ M . Wenn die Formel mit der Evolution des Universums übereinstimmt, würde ich hoffen, dass dies der Fall ist ρ M steigt (bzw ρ Λ abnimmt), dann nimmt die Anzahl der Objekte ab, was zum Zusammenbruch durch die Schwerkraft führt. Würden Sie zustimmen und glauben Sie, dass ich die Gleichung auf diese Weise verwenden kann?
Sie scheinen es rückwärts zu haben ... wenn ρ M steigt, nimmt die Anzahl der Objekte in allen Massenintervallen zu. Was meinen Sie damit, im Einklang mit der Evolution des Universums?

So wie auf der subatomaren Ebene, wo die Schwerkraft wenig Einfluss hat, andere Kräfte beteiligt sind, gibt es auf der Makroebene andere Einflüsse. Eine Seite des Ganges sagt, dass Einstein falsch liegt, und die andere erstellt einen neuen Satz von Unbekannten, ausgedrückt als DE und DM. So oder so gibt es eine Geschwindigkeitsbegrenzung im Universum. Ich stelle mir eine relativ langsame Kompression bis zum Punkt der wirksamen Schwerkraft vor und ein kaskadierendes Ereignis, bei dem die Schwerkraft sozusagen das Rad übernimmt. Es gibt kein natürliches Mittel, durch das ein solches Ereignis ohne Faltraum auftreten kann

Wie lange würde es dauern, bis eine Galaxie ohne Dunkle Materie kollabiert?
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