¿Cuánto tiempo tardaría en colapsar una galaxia sin materia oscura?

Estoy tratando de comprender los efectos de la gravedad en el Cosmos sin complicaciones de problemas de materia oscura/energía oscura. Así que mi pregunta es, suponiendo que una galaxia (por ejemplo, la Vía Láctea) no contenga materia oscura, ¿alguien sabe la ecuación que explicaría cuánto tiempo tardaría la galaxia en colapsar en el enorme agujero negro que se encuentra en el ¿centro?

Si tuviéramos que extender la pregunta al Universo, ¿las ecuaciones serían diferentes y por qué? (otra vez sin energía oscura o Λ o una constante de Hubble estaría involucrada para que pueda entender fácilmente la cuestión de la gravedad a una escala muy grande).

He estado tratando de obtener información sobre este tema durante un tiempo, por lo que cualquier ayuda con las ecuaciones será bienvenida. También agradeceré algunas buenas referencias, especialmente un buen libro sobre el tema.

Respuestas (2)

Tiene una serie de conceptos erróneos allí, y van a hacer que sea muy difícil responder a la pregunta tal como se le hizo...

1) Nuestra galaxia no colapsará naturalmente en el BH central. Parte del material caerá, pero la mayor parte seguirá orbitando. Vea esta pregunta, por ejemplo: ¿Cómo afectará el agujero negro súper masivo a nuestra galaxia?

2) Se cree (a partir de una gran cantidad de evidencia convincente) que las galaxias están compuestas principalmente de materia oscura, es muy difícil simplemente ignorarlo en escalas de galaxias, ya que formar una galaxia estable realista sin ella es casi imposible. Y la materia oscura es en realidad más fácil de entender que la materia "bariónica" ordinaria porque lo único que hace es gravitar, por lo que puede ignorar todas las complicaciones que surgen cuando necesita lidiar con el electromagnetismo. Es mejor ignorar la materia "normal" y considerar una "galaxia de materia oscura únicamente" (aunque esto solo generará un componente de gota esférica de la galaxia, con más pequeñas gotas esféricas rodeándola, ninguna de las bonitas formas espirales que ves en imágenes, ¡aunque es mejor comenzar de manera simple!).

3) A escalas muy grandes (mucho más grandes que las galaxias), Λ es la "fuerza" dominante que impulsa la evolución en el modelo estándar de cosmología. Nuevamente, realmente no se puede ignorar (aunque puede ignorar razonablemente Λ para un sistema del tamaño de una galaxia).

Así que mi sugerencia sería centrar sus esfuerzos en aprender sobre DM y DE, en lugar de desperdiciar sus esfuerzos tratando de aprender sobre un Universo sin ellos. Tengo que correr por ahora, pero intentaré publicar un par de enlaces útiles para que pueda comenzar un poco más tarde.

Sí, aprecio todo lo que dices. De hecho, sé un poco sobre DE y estoy tratando de construir un modelo (programa de computadora) que muestre cómo colapsaría el universo sin DE. Entonces, DE realmente se está poniendo en camino. Usando cualquier ecuación estándar que encuentro para la evolución del universo, me encuentro con problemas, porque ya incluyen DE, y no estoy seguro de cómo eliminarlo de la ecuación, sin romper la ecuación. Entonces, para entender la gravedad a gran escala y en una forma pura, sería bueno si DE pudiera ignorarse hipotéticamente.
¿Puede publicar algunas de estas ecuaciones con las que está trabajando y en las que tiene problemas? (tal vez como una nueva pregunta, o una extensión de esta)
Está bien, lo suficientemente justo. Creo que la mejor manera de verlo es observando los cúmulos de galaxias. Las galaxias en un cúmulo experimentan atracción mutua. Supongo que en un cúmulo de galaxias no tenemos que preocuparnos tanto por DE o hacer distinciones entre materia oscura y bariónica. Solo importa agruparse unos con otros con el tiempo debido a la fuerza de la gravedad. Entonces, ¿cuáles son las ecuaciones que describen el tiempo que le tomaría a un cúmulo de galaxias eventualmente agruparse en un solo objeto?
Ah, ahora estás llegando a alguna parte. Una respuesta corta/buen lugar para comenzar es con la teoría de Press-Schechter en.wikipedia.org/wiki/Press%E2%80%93Schechter_formalism . Hay una buena sección sobre los detalles técnicos en el texto clásico de Binney & Tremaine "Galactic Dynamics".
Si, gracias. Eso podría llevarme a un buen comienzo. Por ahora, mirando la ecuación puedo ver que el número de objetos formados depende de ρ metro . Si la fórmula es consistente con la evolución del universo, espero que si ρ metro aumenta (es decir ρ Λ disminuye), entonces el número de objetos disminuirá, lo que provocará el colapso por gravedad. ¿Estarías de acuerdo y crees que puedo usar la ecuación de esa manera?
Parece que lo tienes al revés... si ρ metro aumenta, aumenta el número de objetos en todos los intervalos de masa. ¿Qué quiere decir, consistente con la evolución del Universo?

Así como hay otras fuerzas involucradas en la escala subatómica donde la gravedad tiene poca influencia, hay diferentes influencias en la escala macro. Un lado del pasillo dice que Einstein está equivocado y el otro crea un nuevo conjunto de incógnitas expresado como DE y DM. de cualquier manera hay un límite de velocidad en el universo. Imagino una compresión relativamente lenta hasta el punto de gravedad efectiva y un evento en cascada donde la gravedad toma la rueda, por así decirlo. no existe un medio natural por el cual tal evento pueda ocurrir sin plegar el espacio

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