Газ кротовых нор как модель Темной Материи

• Автор: Савелова, Елена Павловна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Димитровград
• Количество страниц: 73 с.

Оглавление
Введение
1 Топологическое смещение
1.1 Общие свойства Темной Материи
1.2 Топологическое смещение
1.3 Перенормировка источника
1.4 Эмпирическое определение смещения
1.5 Заключительные замечания
2 Газ кротовых нор
2.1 Модификация Ньютоновского закона в присутствии единственной кротовой норы
2.1.1 Гравитационная проницаемость пространства
2.1.2 Случай одного сферического зеркала или непроходимой кротовой норы
2.1.3 Случай проходимой кротовой норы
2.2 Статический газ кротовых нор
2.2.1 Случай £ <
2.2.2 Случай е >
2.3 Релятивистское обобщение для топологического смещения излучающего источника
2.4 Заключительные замечания
3 Распространение космических лучей во Вселенной с пено-подобной структурой
3.1 Уравнение Больцмана
3.2 Топологическое затухание космических лучей
3.3 Топологическое смещение точечного источника
3.4 Гало Темной Материи

3.5 Кротовые норы и Темная Энергия
Выводы
Литература

Введение
Актуальность темы. Существование Темной Материи (ТМ) известно давно [1]. Темная Материя представляет самое таинственное явление нашей Вселенной, которое до сих пор не нашло удовлетворительного объяснения в современной физике. В то время как более чем 90% материи во Вселенной имеет небарионную форму, лабораторные эксперименты не дают какого-либо свидетельства о существовапн такой материи.
Существуют два основных аргумента в пользу темной материи. Во-первых, это кривые вращения галактик. Их форма говорит о том, что большая часть всей массы галактики имеет невидимую форму материи - небарионную форму. Второй аргумент заключается в том, что Вселенная имеет довольно развитую структуру: галактики, кластеры, супер кластеры. А данные микроволнового фона АТ/Т [2] говорят о том, что на момент рекомбинации флуктуации плотности барнонов были недостаточными для создание развитой структуры.
Кроме некоторых феноменологических свойств Темной материи: во-первых Темная Материя проявляет себя в галактических гало, во-вторых она имеет небарионную природу и на конец она - холодная, ничего более не известно о ее природе. Исходя из того, что Темная Материя должна быть холодной! она должна сформировать касп в центрах галактик [3], ром ~ 1 /г в то время как из наблюдений видно, что она формирует так называемый "кор"(ядро) ром ~ const [4, 5, 6]. Любые способы разрушить касп в предложенных моделях сводятся к тому, что либо Темная Материя должна обладать свойством само-взаимодейс.твия, либо темное вещество должно быть немного подогретое. Обе возможности отвергаются на больших масштабах наблюдаемым спектром АТ/Т (смотрите [7]).
Кроме того, между распределением видимой материи и темного вещества существует довольно жесткая корреляция [8]. Все эти факты предлагают использовать в качестве альтернативной гипотезы на роль Темной Материи, возможность интерпретировать наблюдаемые расхождения между видимой и гравитационной массами как нарушение закона тяготения.
Но оказывается, что достаточно трудно получить удовлетворительную модифика-

фильтруется наблюдателем и гало представляется темным (как правило диффузионное излучение приписывается другим внешним источникам), в то время как для протяженных источников (плазменные облака размера кластеров) излучение диффузного гало приходит из той же самой области пространства и автоматически включается в полное излучение облака. Соответственно, для галактик отношение M/L > 1 (поскольку существенная доля диффузионного излучения не учитывается), в то время как для плазменных облаков размеров кластеров имеем М/L ~ 1.
Как следует из (1.6) нетривиальная масштабная зависимость гало возникает только благодаря локальной неоднородности топологической структуры пространства. На очень же больших масштабах топология пространства переходит в однородную структуру и гало определяет просто постоянную перенормировку интенсивности источников. В данной картине крупно-масштабная структура Вселенной является в первую очередь отражением неоднородности топологической структуры реального физического пространства (т.е. истинного физического объема).
Отметим, что пено-гюдобная структура нашей Вселенной дает вполне естественное решение проблемы нехватки барионов. Напомним, что прямой подсчет числа барио-нов дает очень малое значение ~ 0.003 для всей ближайшей к нам части Вселенной вплоть до масштаба порядка ~ 300liMpc [57]. В пено-подобном пространстве это означает только то, что на масштабе порядка ~ 300hMpc реальный физический объем в десять раз меньше чем в объем пространстве Фридмана {Vv}lys ~ 0.11ф) и поэтому фактическая плотность барнонов оказывается в десять раз выше. Таким образом псно-подобная структура позволяет примерить предсказание нуклеосинтеза йь ~ 0.03 с таким наблюдаемым малым числом барионов.
Таким образом, имеются все основания предполагать, что реальная Вселенная действительно имеет пено-подобную структуру. Как только мы примем пено-подобную картину Вселенной, модель Фридмана может выступать только как некоторое приближение, как усредненная статистическая картина, которая получается с помощью экстраполяцией системы координат, связанной с наблюдателем. В то же время основные свойства современной Вселенной сформировались в течении квантового периода эволюции и исследование данного периода приобретает первостепенное значение.