¿Funciona la física newtoniana a escala galáctica?

Actualmente estoy trabajando en una simulación que tiene como objetivo utilizar la Ley de Gravitación de Newton para simular cómo se comporta gravitacionalmente una galaxia. Si bien aún no terminé la simulación, algunas personas me dijeron que la física newtoniana no funciona a escala galáctica y que necesito un modelo diferente para simular con precisión una galaxia gravitacionalmente.

¿Es esto cierto?

Sí, si crees en la materia oscura, no, si eres fanático de MOND o algo así.

Respuestas (2)

Sí, la física newtoniana funciona a escala galáctica.

Aún así, para las interacciones de larga distancia en objetos rápidos, es posible que desee tener en cuenta la velocidad finita de la gravedad, pero no creo que sea necesario para las simulaciones de galaxias ordinarias. Por el contrario, ocurren muchos fenómenos que impactan en el material galáctico: escribir una simulación decente no es fácil.

¡Gracias por la respuesta! ¿Qué tipo de fenómeno tendría que tener en cuenta al escribir la simulación?
Se podría agregar que la física newtoniana surge de las leyes subyacentes de la Relatividad General, pero los efectos GR son demasiado 'débiles' para ser necesarios para explorar las matemáticas para los cálculos galácticos (en contraste con el sistema GPS donde se necesita una gran precisión, las correcciones son importantes)
Ethan: primero, ¿qué tipo de solucionador planeas usar? SPH? segundo: deberá usar una resolución gruesa en comparación con los objetos. gaz se condensa o se advecta, las estrellas migran, por lo que sus partículas tienen que intercambiar material. esto es fluido pero no totalmente. también están el nacimiento y la profundidad de las estrellas que modifican el contenido (cantidad, naturaleza y velocidad de la gaz). Por cierto, las estrellas y los gases no viajan a la misma velocidad. Se requiere materia negra, algunas personas se preguntan si los campos magnéticos podrían contar.
Si bien no soy fanático de MOND, creo que no es prudente ser tan dogmático. La gravedad newtoniana puede funcionar a escalas muy grandes, si también aceptamos la materia oscura. O puede tener un problema a escalas muy grandes, como afirman los defensores de MOND.
bueno, la física se trata de modelos, y muchas simulaciones galácticas funcionan con física newtoniana pura que actúa sobre una mezcla de partículas de estrellas, partículas de gas y partículas de materia negra, que era una gran pregunta.

No, la Segunda Ley del movimiento de Newton es solo una aproximación y no funciona en nada más grande que un sistema solar. Cuando entras en el dominio donde la aceleración es del orden de 10 − 14   k metro   s − 2 , entonces puedes ver los límites de la aproximación. Las estrellas en los bordes de las galaxias espirales viajan demasiado rápido para ser gobernadas por la Segunda Ley del Movimiento de Newton. Incluso rellenar una galaxia con alguna materia imaginaria no solucionará el problema. Eche un vistazo a los datos de Andrómeda y verá una curva de velocidad ascendente más allá de 30 kpc que claramente entra en conflicto con el decaimiento newtoniano previsto.

Sin embargo, la segunda ley se puede arreglar fácilmente:

∑ i F i = metro ( a F + a 0 )
a 0 = 3.74 × 10 − 14   k metro   s − 2
Aplicando esto a una órbita circular da:
v = METRO GRAMO r + a 0 r
Dónde a F es la aceleración de la fuerza de desequilibrio (gravedad en el caso de una estrella en órbita) y a 0 es la aceleración constante de la expansión del universo. ¡Sigue adelante e inténtalo! Solucionará cualquier problema de curva de velocidad que tengas sin recurrir a la ciencia ficción.

Esta es física no convencional y, como tal, no pertenece a este sitio. Las curvas de velocidad tienen una explicación bien establecida en forma de materia oscura.
Javier - Si no has estado atento a las noticias, LUX y X mi norte o norte 500 han descartado cualquier base racional para la materia oscura. Además, el bosón de Higgs descubierto en el LHC parece ser el modelo estándar del bosón de Higgs, que elimina efectivamente SUSY. Su cosmología 'principal' no tiene una base racional en la ciencia de las partículas. La ecuación anterior es 'refutable'. Entonces, si eres un científico, refutalo.
Dos breves comentarios. Por lo que puedo decir, esos experimentos están buscando WIMP, que no son el único candidato para la materia oscura, y el LHC definitivamente no ha descartado SUSY. Y solo porque no puedo refutar tu teoría no significa que sea verdad.
Dije que ha descartado 'efectivamente' a SUSY. Las probabilidades de que exista supersimetría de alguna forma son casi las mismas que las de los unicornios morados. Entonces, aunque no puedo decir con certeza que los unicornios morados sean la fuente de la masa faltante, ciertamente sería irracional tratar de basar una cosmología en tal principio.
Y en lo que respecta a mi fórmula, así es como funciona la ciencia: Formas una teoría y luego alguien trata de refutarla. Si es refutado, ese es el final de la teoría. Cuanto más dura algo sin ser refutado, más autoridad tiene como teoría. He proporcionado una fórmula simple basada en un universo en expansión. Si no cree que tiene un lugar en este foro, entonces debería ser un asunto simple refutarlo y podemos resolver esto como científicos.
Los satélites de Andrómeda se encuentran en radios de 100kpc+, sin embargo, todos tienen velocidades en la línea de visión frente a Andrómeda <120 km/s. Por el contrario, su modelo predice una enorme velocidad para estos satélites, aumentando a medida que r 1 / 2 desde un mínimo de unos 200 km/s a 20 kpc.
Evans y Wilkinson (2000). adsabs.harvard.edu/abs/2000MNRAS.316..929E Resultados apenas nuevos.
MOND es más sutil que un simple término aditivo.
Mi entendimiento es que las galaxias en un grupo o cúmulo se comportan como un sistema virializado, no como una galaxia espiral. Si hay evidencia de que estos enanos están encerrados en una órbita circular, entonces me lo perdí y agradecería que me informaran sobre el tema. De lo contrario, me parece que el tratamiento adecuado de estos satélites es tratarlos como miembros de un sistema virializado y observar la dispersión promedio del grupo.
No hace ninguna diferencia en absoluto. ¿O su aceleración adicional "sabe" en qué trayectoria está algo?
¿Qué no hace ninguna diferencia en absoluto? La fórmula para la velocidad dada arriba solo es válida para una órbita (casi) circular. Si los satélites están zumbando alrededor de M31 como abejas alrededor de una colmena, entonces necesitas otro enfoque, como el Teorema Virial. Mi búsqueda superficial muestra que no se puede calcular la masa de una galaxia a partir de sus satélites porque todos dan respuestas diferentes. Si tienes algo que dice diferente, me encantaría verlo.
¿Funciona la física newtoniana a escala galáctica?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v