Млечный Путь с кеплеровской кривой вращения

Как бы выглядела галактика Млечный Путь с кеплеровской кривой вращения?

В литературе по космологии много говорится о том, что форма наблюдаемой кривых вращения звёзд Млечного Пути отличается от кеплеровской, и это связано с наличием в галактике темной материи. Буквально это можно понимать как ожидание движения звёзд по законам Кеплера. Звёзды в галактике должны двигаться, как ожидалось, с кеплеровской кривой вращения, а не с наблюдаемой. Ожидаемую форму такой кеплеровской кривой вращения можно найти в интернете.

Однако, решение с гипотезой о темной материи не устраняет противоречий самих наблюдаемых кривых вращения. Независимо от причин формирования таких кривых, они парадоксальны сами по себе. Проблема лежит несколько глубже. Насколько обоснованы «кеплеровские ожидания»? Почему вообще ведётся разговор о различии этих кривых вращения: наблюдаемой и кеплеровской?

На приложенной к статье анимации видно, что один из вариантов предполагаемой кеплеровской кривой вращения, взятый из источников в интернете, в процессе эволюции должен придать рукавам галактики весьма экзотическую форму. Проведённые вычисления показывают, что с кеплеровской кривой вращения галактика Млечный Путь в принципе не могла приобрести нынешний вид. Такая кривая вращения, кеплеровская изначально не может служить «эталоном».

Алгоритм анализа достаточно прост. За основу взята имеющаяся ныне форма рукавов галактики Млечный Путь. Однако скорости каждой звезды и их групп берём согласно условной кеплеровской кривой вращения. Мы исходим из того, что какой бы ни была кривая вращения, именно она сформировала такую «наблюдаемую» форму рукавов галактики.

А если так, то интересно выяснить и обратную картину: какой вид имела бы галактика в различные моменты времени её существования, если бы кривые вращения и на самом деле были именно кеплеровскими. Ведь возникает странная ситуация. Казалось бы, недостаток массы не позволяет звёздам в галактике двигаться по кеплеровским орбитам. Добавление темной материи в этом случае, как следовало бы ожидать, должно было сделать наблюдаемые орбиты кеплеровскими. Но распределение темной материи «оказалось», напротив, таким, что о кеплеровских орбитах нужно вообще забыть. Кеплеровские законы движения не могут сформировать спиральные рукава.

Для построения анимаций сделано естественное допущение, что параметры кеплеровского вращения (движения) галактики были неизменными, по крайней мере, на протяжении двух оборотов её спиральной структуры, то есть, порядка 700 млн. лет. Наличие или отсутствие темной материи, таким образом, значения не имеет, поскольку мы уже наблюдаем некий кинематический результат, без оглядки на его физическую причину. Кроме того, для простоты рисунка взяты только два рукава галактики, поскольку оказалось, что при вращении галактики четыре рукава очень быстро сливаются в один сплошной диск. Элементы галактики – рукава и перемычка – изображены схематично с соблюдением насколько возможно масштабов.

Видим, что рукава галактики с кеплеровской кривой вращения через 200 млн. лет должны слиться практически в сплошной диск, то есть галактика выглядит уже не как спиральная, а как обычная дисковая. Точно так же, 600 млн. лет назад галактика выглядела практически как сплошная дисковая, а не спиральная, причём с «обратной» закруткой. Это странная картина:

-- по какой причине диск галактики разделился на рукава, которые в дальнейшем изменили закручивание на противоположное, и, в конце концов, затем вновь слились в диск?

По сути, она означает, что представления о равномерном вращении галактики, с некоторой стабильной кривой вращения обоснованы недостаточно. Списание обнаруженных явлений на темную материю лишь добавляет «темноты» к этой картине, наделяя эту материю ещё более экзотическими свойствами. По какой причине галактика вращается столь странным образом?

Анализ, проведённый ранее для наблюдаемой кривой вращения [1] привёл к схожему результату. Это весьма странная картина. И с наблюдаемой кривой вращения и с предполагаемой кеплеровской кривой:

-- всего через 200 млн. лет, то есть менее чем за один оборот внешней структуры в галактике Млечный Путь рукава перестанут быть различимыми; галактика превратится в обычную дисковую.

Странность картины состоит не только в том, что галактика претерпит указанные изменения, но и в том:

-- по какой причине именно за последние 200 млн. лет предполагаемого срока жизни галактики Млечный Путь порядка 10 млрд. лет она претерпит такие деструктивные (для рукавов) изменения?

При этом ещё раз обращаем внимание, что изменения произойдут для любой модели вращения: и кеплеровской и производной от темной материи. То есть, наблюдаемая форма галактики придёт к указанному итогу независимо от характера кривой вращения.

В этой связи вполне естественно возникает вопрос, а что было те же 200 млн.лет назад? Из какого состояния галактика перешла в ныне наблюдаемое?
На анимации показан предполагаемый вид галактики  до 600 млн. лет назад, если бы она двигалась с кеплеровской кривых вращения. Главное, на что сразу же можно обратить внимание – галактика более 200 млн. лет назад была закручена в обратном направлении. Причём это произошло раньше, чем она совершила один оборот внешней структуры.

Если «прокрутить» галактику в прошлое ещё на несколько сотен миллионов лет, то рукава опять же сливаются в сплошной диск. Видно, что галактика могла быть закручена в обратную сторону от 125 до 450 млн. лет назад, то есть практически в пределах одного оборота внешней структуры.  Вновь констатируем, что это обстоятельство в высшей степени странное:

-- если галактика была закручена в обратном направлении, то выходит, что при таком характере вращения в далёком прошлом она была закручена ещё сильнее и даже до состояния сплошного диска. По какой причине галактика изменила направление закручивания на противоположное? Почему это произошло буквально на наших глазах, то есть в пределах всего одного цикла вращения?

Кроме этого неизбежен и такой вопрос: на интервале двух противоположных направлений вращения, очевидно, есть точка, когда галактика находилась в промежуточном состоянии закрученности. Понятно, что верхней точкой является время, когда галактика впервые определённо имела нынешнее направление рукавов.

И здесь вновь возникает вопрос о неясной форме рукавов. Логически не удаётся найти приемлемую исходную форму рукавов. Наиболее вероятной формой рукавов должна была быть, видимо, прямая. Прямые лучи рукавов в ходе вращения галактики, казалось бы, должны закрутиться в наблюдаемые ныне спирали. Однако, на анимации не удаётся ретроспективно получить такого промежуточного состояния, когда исходная форма рукавов была хотя бы приблизительно прямой. Вместо этого «граничной» формой рукавов между двумя направлениями их закрутки является какая-то коленообразная, угловая форма.

Вновь приходится констатировать, что картина довольно странная:

-- ни одна из возможных кеплеровских кривых вращения галактики Млечный Путь не позволяет в ретроспективе получить исходную форму рукавов, предположительно, близких к прямым лучам;

-- и наблюдаемая кривая вращения и вычисленные по законам небесной механики кривые вращения приводят в ретроспективе к изменению направления закрутки рукавов, причём практически в пределах одного оборота галактики, что плохо согласуется с логикой.

Таким образом, в заключение с неизбежностью напрашивается вывод, что наблюдаемая кривая вращения, измеренные скорости звёзд в галактике Млечный Путь не могли иметь таких значений даже на протяжении половины или одного оборота внешней структуры галактики:

-- следовательно, в отношении галактики Млечный Путь гипотеза о темной материи решает проблему несуществующей или непродолжительной по времени кривой вращения;

-- возможно, это относится и ко всем другим спиральным галактикам.


Литература
1. Путенихин П.В., Темная материя Млечного пути, Самиздат, 2015, [противоречия гипотезы о темной материи - её кривая вращения звёзд Млечного Пути не могла сформировать рукава галактики в известном ныне виде], URL: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/mw_037.shtml  (дата обращения 26.12.2015)


Адрес статьи в интернете URL:
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/mw_57.shtml

Иллюстрации и уравнения к статье (зеркала)
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/
https://cloud.mail.ru/public/8WpP/qeaUMAiGz
https://cloud.mail.ru/public/Hq7e/jZ9YZGJW9 
https://yadi.sk/d/EZg36rrKmJDwk

http://fileload.info/users/putenikhin/

28.03.2015