Есть мнение, что появление во вселенной мегаструктур, – наблюдаемых ныне объектов масштаба большего, чем проводимый современной космологией «предел величия», – объяснимо тем, что флуктуации плотности тёмной материи возникли очень рано, – ещё до эпохи рекомбинации. Ведь, почему плотность вещества некоторое время спустя после Большого Взрыва оставалась равномерной? Температура адронного вещества была слишком велика, и оно являлось полностью ионизированным. Будущие же ядра водорода – протоны – расталкивались кулоновскими силами. И лишь потом, – после рекомбинации протонов с электронами, – возникли предпосылки для нарастания неравномерностей плотности материи за счёт действия гравитационных сил…
Но ведь частицы тёмной материи – вимпы – не имеют электрического заряда, – не так ли? Следовательно, возникновению флуктуаций её плотности кулоновские силы не препятствовали. Учитывая же, что суммарная масса тёмной материи в несколько раз выше адронной, мегаструктуры – такие, как суперпустота Эридана – могли начать расти ранее 380 тысяч лет после Большого Взрыва.
И это – замечательное мнение. К большому сожалению – очень редкое. Для того, чтобы такое мнение заполучить, нужно, во-первых, понимать физику и космологию – хотя бы! – в объёме нескольких статей «Цитадели». Не одной. Там выше уже много ссылок. Во-вторых, нужно думать, – пытаться входящую информацию квалифицированно осмыслять. В-третьих же, вместо ненависти к тёмной материи – «невидимому непонятно чему придуманному учёными непонятно зачем», – нужно испытывать интерес к физическим явлениям. Последнее уже само по себе является серьёзным жизненным достижением.
То есть, мнение замечательное, но, конечно, ошибочное.
Так бывает.
Тёмная материя не способна к коллапсу. Это совершенно точно, – если б она была к гравитационному коллапсу способна, видимая картина вселенной оказалась бы принципиально иной. Но почему «не способна»?
...Представим для начала некое тело, – любых масштабов и любой же природы, – и некую столь же произвольную материальную частицу, – в плане массы пренебрежимо меньшую. Очевидно, сблизившись с массой, частица начнёт притягиваться к ней, – «скатываться в гравитационную яму», – падать с ускорением. Причём, с таким ускорением, чтобы в падении успеть разогнаться до второй космической скорости – для данного тела. И, пройдя нижнюю точку траектории, – на второй-то космической скорости (плюс первоначальная скорость сближения с телом), – из гравитационной ямы тела частица уйдёт. По этой причине, кстати, захват звездой планет из других систем, либо «бродячих», становится возможным, только если планеты у неё уже есть. «Падающая» частица должна передать часть набранной кинетической энергии какому-то третьему телу, чтобы скорость её в результате оказалась ниже второй космической.
В реальности, молекула, увлекаемая к центру коллапсирующего облака газа, просто передаёт импульс другим молекулам. Как следствие, температура сжимающегося облака растёт вместе с плотностью. Соответственно, растёт и внутреннее давление. Но всегда недостаточно быстро. Часть потенциальной энергии, выделившейся при падении частиц в общем гравитационном поле, не переходит в кинетическую (тепловую), а уносится излучением за пределы облака. Потери делают гравитационный коллапс необратимым, – если только не появится дополнительный источник нагрева вещества. Обычно, это термоядерные реакции.
...О чём речь? О том что так всё работает для случая адронного вещества – газа. Частицы которого взаимодействуют друг с другом и излучают кванты электромагнитного поля. Частицы же тёмной материи ни того, ни другого не делают. Падая в направлении центра масс, – даже бесхитростно, вертикально, – вимп наберёт вторую космическую скорость и пройдёт этот центр на вылет, ничего не отдав. То есть, уйдёт из гравитационной ямы и в случае прямого попадания в звезду. Материя, – хоть адронная, хоть родная тёмная, – прозрачна для вимпов, как и для нейтрино.
Как следствие, – это вызывает отдельную ненависть, причём часто, – тёмная материя не входит в состав звёзд и не накапливается в гравитационной яме Солнца. Галактические вимпы скатываются в неё со всех сторон, – и также невозбранно уходят, на дне не сгущаясь, – ведь именно через окрестности Солнца (или через само Солнце) они проносятся на максимальной скорости. Гравитационные ямы галактик и скоплений галактик просто глубже, – для Млечного Пути космическая скорость достигает 550 километров в секунду. Вимпы болтаются внутри, – бесконечно перекатываясь от одного края ямы к другому, – потому что «холодные», – их скорость меньше.
...И вот тут можно отметить нечто интересное. Тёмная материя не коллапсирует, не входит в состав звёзд, но может поглощаться чёрными дырами. Для чёрной дыры космическая скорость равна скорости света и в падении, – за счёт релятивистского возрастания массы – вимп такую не наберёт. Прикрывающий сингулярность горизонт событий является ловушкой и для тёмной материи.
То есть, если коллапсом материи обычной дыра в пространстве уже пробита, – тёмная материя начинает в неё утекать. Так, – на тёмной материи по преимуществу, – работали существовавшие в молодой вселенной звезды поколения III (квазизвёзды) и квазары. Последние на подкормке из тёмной материи за миллиарды лет разъелись до масштабов сверхмассивных дыр. «Болтаясь» в яме галактики и обмениваясь импульсом за счёт гравитационного взаимодействия вимпы упорядочивают орбиты, стягиваясь к центру. А в центре галактики – известно что.
...Да. Но к самостоятельному сгущению и образованию неоднородностей плотности тёмная материя, ввиду очень слабого взаимодействия между частицами, – не способна. Так что, возникновение мегаструктур объясняется как-то иначе.
