Существует несколько теорий образования галактик. Не буду их описывать, так как это увеличит объем статьи. Приведу лишь пример, что об образовании галактик написано в Википедии: "протогалактический коллапс, при котором происходит формирование галактик, стал возможен, когда Вселенная достаточно расширилась, остыла и излучение перестало постоянно ионизировать вещество. Для начала формирования должна образоваться флуктуация плотности, ведущая к гравитационной неустойчивости и сжатию протогалактического облака. Этот процесс подобен тем, которые идут при формировании звёзд, но на бо́льших масштабах...
Массовое образование галактик имело место в первый миллиард лет после Большого взрыва, а сформировавшиеся галактики представляли собой толстые диски, содержащие много газа."
Что сказать по поводу написанного в Википедии - это совершенно не соответствует истинным процессам, происходящим во Вселенной. А образуются галактики совершенно по другому сценарию, даже близко не похожему, на изложенный в Википедии.
И так, все без исключения галактики зарождаются (образуются) в процессе распада коллапсирующего (сжимающегося) и вращающегося объекта в форме тора (кольца), внутри которого находился первоначально газ. Как же это происходит. Рассмотрим действие сил во вращающемся торе, в процессе его коллапса, на стенки тора в различных его местах. Для этого в поперечном сечении тора выделим отдельные, единичные элементы объёма газа равные по массе и с равными площадями воздействия на стенки тора. Смотрите следующий рисунок:
Из приведенного рисунка видно, что на два элемента, расположенных в плоскости вращения тора (элементы 1 и 3), действуют силы, сумма которых различна. Если на элемент 3, расположенный ближе к оси вращения тора, действуют сила тяготения и центробежная сила, совпадающие по направлению, то на противоположный элемент 1, эти силы действуют в противоположных направлениях. Величина силы давления, действующей на все элементы, по значению одна и та же, поскольку элементы выбраны с одинаковой площадью воздействия на стенку.
В процессе постоянного коллапса тора при достижении какого-то определенного значения величины давления газа, а также постоянного возрастания центробежной силы из-за возрастания линейной скорости при уменьшении размеров тора, может наступить равенство противоположно действующих сил на элемент 1, расположенный в наиболее удалённой наружной поверхности тора, где диаметр тора максимален. Это условие равенства сил можно записать следующим уравнением:
Fт - Fцб - Pд = 0 (1), или GMm/r^2 - mV^2/R - PS = 0 (1)
где: r – радиус поперечного сечения кольца;
R – радиус вращения наиболее удалённой части кольца.
Не буду дальше загружать читателя формулами (если кого-то интересует дальнейший расчёт можете посмотреть его на моём канале), запомните только основное, что следует из приведённого рисунка: в процессе гравитационного сжатия вращающегося объекта, когда он приобретает форму тора, силы, действующие на различные участки наружной поверхности тора, различны. Причём самые слабые силы действуют на условную стенку (стенки как таковой, к примеру, как в баллоне с сжатым воздухом, в коллапсирующем торе нет) в районе тора, наиболее удалённом от оси вращения тора. Назовём эту зону слабым местом коллапсирующего тора. Эта зона располагается по всей окружности тора с наибольшим диаметром тора. Её длина - длина окружности тора с максимальным диаметром, а ширину зона практически не имеет. Самые сильные силы действуют на условную стенку в районе тора, наименее удалённом от оси вращения тора. Назовём эту зону сильным местом тора. Эта зона также располагается по всей окружности тора с наименьшим диаметром тора.
Когда в процессе гравитационного коллапса тора наступит момент равенства сил в «слабом» месте тора (а этот момент в любом случае наступит, поскольку центробежная сила нарастает быстрее в 2 раза, чем нарастает сила гравитации, расчёт легко привести) условная стенка тора разорвётся по этому месту, и начнётся извержение газа из коллапсирующего тора. Как было уже сказано участок «слабого» места тора расположен по всей окружности наибольшего диаметра тора, и извержение смеси произойдёт по всей линии, в результате, вновь зародившаяся галактика приобретёт форму тора (кольца). Снимок такой образовавшейся галактики дан в начале статьи.
Но если коллапсирующий тор совершал ещё прецессионное движение (когда ось вращения изменяла положение в пространстве, описывая конус), то в двух взаимно противоположных местах окружности «слабого» места будут действовать дополнительные силы прецессии, и по этим двум местам равновесие сил наступит ранее, чем по всей большой линии окружности. Тогда извержение газа произойдёт только по этим двум местам, и вновь образующаяся галактика примет вид спиральной галактики с двумя ветвями. Извержение газа, и образование ветвей у спиральной галактики, показано на следующем рисунке с видами А) и Б):
Б)
В случае, если угол конуса прецессии небольшой, обе ветви галактики будут располагаться почти в одной плоскости. Хотя небольшое «покачивание» в диске всё равно будет наблюдаться. Снимок такой образовавшейся галактики показан ниже:
В случае, если угол конуса прецессии сравнительно большой, ветви галактики будут находится в разных плоскостях. Снимок такой образовавшейся галактики смотрите ниже (по плоскому снимку, конечно, трудно представить объект съёмки в объёме, но поверьте нижняя ветвь ближе к наблюдателю, а верхняя ветвь – дальше):
Как образуются другие формы галактик при распаде вращающегося и коллапсирующего тора, будет описано в продолжении.
