¿Cómo calcular la fuerza ("fuerza espacial") de la materia oscura dentro de las galaxias?

Primero echemos un vistazo a la velocidad observada dentro de las galaxias ( fuente ):medida de la velocidad dentro de la galaxia

En el lado izquierdo podemos ver la velocidad de los cuerpos celestes dentro de las galaxias derivada únicamente de la gravedad (generalmente, la gravedad es creada por un agujero negro en el centro de una galaxia), en el lado derecho podemos ver la velocidad observada de los cuerpos celestes, tanto con respecto a la distancia desde el centro galáctico.

Como resultado, la fuerza de la materia oscura (o "fuerza espacial") podría calcularse como:

F materia oscura = metro galaxia v cuerpo celeste dentro de la galaxia d d t - gramo agujero negro, centro de la galaxia

¿Es este un cálculo viable? Y si es así, ¿hay algún gráfico en línea que muestre esta fuerza de la materia oscura (o "fuerza espacial") con respecto a la distancia desde el centro galáctico?

(Nota: en esta fórmula, a una galaxia se le asignaría una masa metro galaxia mucho mayor que la masa de su agujero negro. Sin embargo, matemáticamente hablando, también se podría simplemente disminuir d t , por lo que con un cuerpo celeste vagando desde el centro a las afueras de la galaxia, d t disminuiría, por lo que la velocidad del tiempo aumentaría. Dudo que esto sea cierto porque cambiaría la definición básica de velocidad. v cuerpo celeste dentro de la galaxia también e introduce todo tipo de contradicciones ilógicas, pero en matemáticas todo es posible como sabemos por la teoría de la relatividad...)

Apéndice:

  • metro galaxia v cuerpo celeste dentro de la galaxia d d t [ k gramo · metro s 2 ] = fuerza observable (que se muestra en la imagen de la derecha)
  • gramo agujero negro, centro de la galaxia [ k gramo · metro s 2 ] , la fuerza causada por la gravedad de un agujero negro (que se muestra en la imagen de la izquierda)
  • F materia oscura [ k gramo · metro s 2 ] , la fuerza de la materia oscura hasta un punto en el espacio
Explique su notación. Qué hacer F materia oscura , d t y GRAMO agujero negro significar ? Sin saber qué significan sus términos, ni siquiera está claro que su fórmula sea dimensionalmente correcta.
metro v d / d t es la fuerza que se supone que es causada por la materia oscura hasta un punto dentro de la galaxia (que se muestra en la imagen de la derecha). GRAMO b yo a C k h o yo mi es la fuerza causada por la gravedad del agujero negro (que se muestra en la imagen de la izquierda). F d a r k metro a t t mi r es la diferencia...
Espero que el anexo aclare las cosas...
"Tenga en cuenta que la gravedad generalmente proviene de un agujero negro en el centro de una galaxia)". No, no lo hace.
@Rob: Cambié algunas notaciones, creo que ahora está bastante claro.

Respuestas (1)

Su ecuación parece estar tratando de expresar la contribución gravitacional de la materia oscura como la diferencia entre la fuerza gravitacional observada en una estrella a una distancia determinada del centro de una galaxia y la fuerza gravitacional teórica basada en las estrellas que se pueden ver en el galaxia.

Esto es más o menos lo que muestran las curvas de velocidad/distancia. La diferencia entre la fuerza gravitatoria observada y la teórica se puede calcular a partir de la velocidad de rotación a una distancia dada porque la fuerza centrípeta requerida para mantener una estrella en una órbita galáctica con velocidad v y radio r es proporcional a v 2 r .

El agujero negro supermasivo que se encuentra, creemos, en el centro de la mayoría de las galaxias, solo contribuye muy poco a la atracción gravitacional de la galaxia en su conjunto. La masa típica de un agujero negro de este tipo es de alrededor 1 % de masa de las estrellas en la galaxia, o alrededor 0.1 % de la masa galáctica total, incluida la materia oscura.

Debido a su complejidad, dividí esta pregunta en partes, aquí está la primera parte que maneja "solo" gramo b yo a C k h o yo mi : física.stackexchange.com/questions/ 584522/…