[논문 리뷰] Evolution of proto-galaxy-clusters to their present form: theory and observations

Carl H. Gibson, R. Schild|arXiv (Cornell University)|2010. 04. 12.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 39인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 빅뱅 이후 난류 플라즈마에서 유체-중력역학(HGD)을 통해 은하단이 형성된다고 제안하며, 30,000년 경에 원시은하-초단위가 나타난다. 항성은 행성 융합에서 형성되며, 비비아론성 암흑물질(NBDM)이 질량을 지배하고, CMB 이상 현상은 은하 자전축과 일치하며, 냉각 암흑물질 계층적 응집 이론을 뒤집어, 구조 형성의 원인을 원시 난류와 점성-중력 분열로 설명한다.

ABSTRACT

From hydro-gravitational-dynamics theory HGD, gravitational structure formation begins 30,000 years (10^12 s) after the turbulent big bang by viscous-gravitational fragmentation into super-cluster-voids and 10^46 kg proto-galaxy-super-clusters. Linear and spiral gas-proto-galaxies GPGs are the smallest fragments to emerge from the plasma epoch at decoupling at 10^13 s with Nomura turbulence morphology and length scale L_N ~ (γν/ ρG)^1/2 ~10^20 m, determined by rate-of-strain γ, photon viscosity ν, and density ρof the plasma fossilized at 10^12 s. GPGs fragment into 10^36 kg proto-globular-star-cluster PGC clumps of 10^24 kg primordial-fog-particle PFP dark matter planets. All stars form from planet mergers, with ~97% unmerged as galaxy baryonic-dark-matter BDM. The non-baryonic-dark-matter NBDM is so weakly collisional it diffuses to form galaxy cluster halos. It does not guide galaxy formation, contrary to conventional cold-dark-matter hierarchical clustering CDMHC theory (Γ=0). NBDM has ~97% of the mass of the universe. It binds rotating clusters of galaxies by gravitational forces. The galaxy rotational spin axis matches that for low wavenumber spherical harmonic components of CMB temperature anomalies and extends to 4.5x10^25 m (1.5 Gpc) in quasar polarization vectors, requiring a big bang turbulence origin. GPGs stick together by frictional processes of the frozen gas planets, just as PGCs have been meta-stable for the 13.7 Gyr age of the universe.

연구 동기 및 목표

• 빅뱅 직후의 원시 플라즈마 난류에서 원시은하단의 형성을 설명하기 위해.
• 냉각 암흑물질(CDM) 계층적 응집 모델을 뒤집고, 유체-중력역학(HGD) 이론을 대안으로 제안하기 위해.
• 빅뱅 난류에서 기인하는 공통 기원을 통해 관측된 은하 자전축 일치와 CMB 온도 이상 현상을 설명하기 위해.
• 은하단을 유도하지는 않지만, 은하단을 유도하는 데 비바이온성 암흑물질(NBDM)이 지배적인 질량을 차지하는 이유를 설명하기 위해.
• 항성은 기체 응축이 아닌 어둠의 물질 행성 융합에서 유래하며, 97%의 비바이온성 질량이 융합되지 않은 채로 남아 있는 이유를 설명하기 위해.

제안 방법

• 빅뱅 이후 10^12초 경과 시점의 원시 플라즈마에서 점성-중력 분열을 모델링하기 위해 유체-중력역학(HGD) 이론을 적용한다.
• Nomura 난류 이론을 사용하여, 비율-변형률 γ, 광자 점성도 ν, 플라즈마 밀도 ρ로부터 특성 길이 스케일 L_N ~ 10^20 m 를 산정한다.
• 10^13초 경에 플라즈마 분리가 일어나 원시은하-초단위(10^46 kg)가 형성되며, 선형 및 나선형 기체-원시은하(GPGs)로 분열된다.
• GPGs의 분열을 통해 10^36 kg의 원시개미집별성은하단(PGC) 덩어리와 10^24 kg의 원시 nebulus 입자(PFP)로 분열되며, 이는 어둠의 물질 행성으로 간주된다.
• 약한 충돌성으로 인해 확산되는 NBDM을 통해 은하단의 중력 결속을 분석한다.
• 은하의 자전축과 CMB 이상 현상의 저파수 조화 성분, 그리고 초성단 편광 벡터를 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 빅뱅 이후 첫 30,000년 동안 원시 플라즈마 난류에서 원시은하단은 어떻게 형성되는가?
• RQ2 점성-중력 분열은 초단위-공허 구조와 원시은하-초단위 형성에 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 은하 자전축이 1.5 Gpc까지 확장되는 CMB 온도 이상 현상과 초성단 편광 벡터와 일치하는 이유는 무엇인가?
• RQ4 비바이온성 암흑물질(NBDM)이 은하 형성에 영향을 주지 않지만 은하단을 어떻게 결속시키는가?
• RQ5 기체 응축이 아닌 어둠의 물질 행성 융합에서만 형성되는 항성의 기원은 무엇인가?

주요 결과

• 원시은하-초단위(10^46 kg)는 빅뱅 이후 30,000년 경에 점성-중력 분열을 통해 형성된다.
• 난류의 특성 길이 스케일 L_N은 Nomura의 난류 모델에서 γ, ν, ρ로부터 유도되어 약 10^20 m이다.
• 기체-원시은하(GPGs)는 10^36 kg의 원시개미집별성은하단(PGC) 덩어리와 10^24 kg의 원시 nebulus 입자(PFP)로 분열되며, 이는 어둠의 물질 행성으로 간주된다.
• 항성은 오직 PFP 행성의 융합에서 기인하며, 약 97%의 비바이온성 질량이 융합되지 않은 채로 남아 있다.
• 비바이온성 암흑물질(NBDM)은 우주의 약 97%의 질량을 차지하며, 은하단을 중력적 힘으로 결속시키지만 은하 형성에 영향을 주지 않는다.
• 은하 자전축은 4.5×10^25 m(1.5 Gpc)까지 연장되는 저파수 CMB 이상 현상과 초성단 편광 벡터와 일치하며, 이는 빅뱅 난류 기원을 뒷받침한다.