太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）

nagashima m. @_nagashimam

@UFOprofessor @kafukanoochan @mo0210 ⇒で回転円盤をつくり、じわじわと円盤が収縮して星にガスが降り積もっていく、というのが標準的なシナリオです。なので、当初のランダムな運動が拡大されて回転するということになります(ざっくり言うと)

nagashima m. @_nagashimam

@UFOprofessor @kafukanoochan @mo0210 すみません続きはまた後ほど(授業なので^^;;

nagashima m. @_nagashimam

@kafukanoochan @CordwainersCat @mo0210 @UFOprofessor なお宇宙論的スケールでの形成(銀河形成)では、宇宙の大構造に由来する物質分布の密度揺らぎが非等方な速度場を生成し、そこが重力的に収縮することで回転速度が増します。⇒

nagashima m. @_nagashimam

@kafukanoochan @CordwainersCat @mo0210 @UFOprofessor 銀河スケールだと、ほぼ一様な密度分布から銀河ができるまで、ざっくり1/100の収縮で、星ほどではありませんが、渦巻銀河を作るには十分です(というか遠心力で止まるまで収縮)

nagashima m. @_nagashimam

@kafukanoochan @CordwainersCat @mo0210 @UFOprofessor で、この際の角運動量分布ですが、対数正規分布(角運動量の対数が正規分布)することが知られています

墓所で論文書いてます（進まん＾＾; @kafukanoochan

@_nagashimam @CordwainersCat @mo0210 @UFOprofessor 対数正規分布というのは、横軸が対数で　平均値を１とすると 10,100,1000、、、の値が、0.1、0.01、0.001、、と同じに減っていく分布 でしょうか。 それならわかります。 はなから、角運動量が０に近づけば急速に０になってるんですね。 ありがとうございました。

nagashima m. @_nagashimam

@kafukanoochan @CordwainersCat @mo0210 @UFOprofessor ええと対数正規分布というのは、横軸を対数にしたときに普通の正規分布の形に見えるやつです

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

もし星間ガスや塵が初期値としてまったく角運動量を持ってなかったとしたら、それが重力に引かれて集まって天体になったとしても角運動量は生まれないのか…保存則があるもんねぇ。と言う事は「初期値として角運動量がゼロ」と言う条件がほぼあり得ないって事かな？この宇宙では。

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

ビッグバンの後、宇宙が膨張する時に物質密度の揺らぎが生じた。と同時に局所的には密度の高い領域それぞれに対して角運動量にもそれなりにバラつきが生じた。宇宙トータルで合計すると打ち消しあうバラつきが…と言う事か知らん？

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

あるいはある恒星系全体が持つ角運動量なんて所詮、局所的なごく細かいバラつきに過ぎず、銀河系全体で見るといろんな星系があっちこっち向いて回転してる角運動量が概ね打ち消しあっててトータルで見るとごく小さいとか？

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

それともやはり初期の天体分布が不均一な（球対称でない）だけで、重力により物質が集まる時に角運動量が現れる？ 4d2u.nao.ac.jp/t/var/download… ＞不均一な物質分布があると、互いに重力で引っ張り合うことにより回転する力を受けます。

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

＞回転の勢い（角運動量）が保存されながらガスが集まってゆくと、銀河中心に落ち込んだガスの回転速度が大きくなり円盤を形成します。その中で星が生まれ、円盤状の銀河となります。 その角運動量はいつどこで発生するした？最初から有った？それとも重力に引かれてより集まる時に発生した？

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

あー、ようやく何となく分かってきた。全体としては角運動量の合計がほぼゼロである巨大な粒子＆ガス分布が存在したとする（例えば我々の宇宙全体）。それが出現した時によく見ると密度分布にそれなりの揺らぎが有った。つまり、密度の高いところと低いところが。

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

その密度の高い部分が周囲の物質を重力で引きつけてそれぞれ集まり銀河系や銀河団などのタネ（濃いガスの塊）を徐々に形成して行く。その際、Aと言う集まりがある方向に角運動量を持てばその隣のBと言う集まりはちょうど逆方向の角運動量を持つ。中間に有ったガスの引っ張り合いっこを通じて。

彫木🌓環🧷✂️✏️（岸田さんにはガッカリした） @CordwainersCat

そのようにして、もともとは僅かでありまばらに散らばってた角運動量の揺らぎがどんどん成長して行くんだ。密度分布の揺らぎが成長して銀河や銀河団になるように。もともとの宇宙全体での合計はゼロ、あるいは極限までゼロに近くても何の問題も無いわけだ。銀河を形成する時に揺らぎが成長するから。

nagashima m. @_nagashimam

自己重力により数桁収縮する(星の場合)のがポイントで、収縮前にほんのわずかでも動径方向ではない運動(中心からずれた方向への運動)があると、角運動量保存則に..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

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星の場合は遠心力が効きだして一旦円盤を作り、円盤内で角運動量を外側のガスに輸送しながら(内側の方が回転速度が速いため、内側のガスが外側のガスを「引っ張り」..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

nagashima m. @_nagashimam

この過程で、星になるガスは当初の角運動量が大幅に抜け(それでもゼロには普通ならない)、やがて惑星を作る母体となる円盤に角運動量が残ります。惑星形成の円盤仮..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

nagashima m. @_nagashimam

太陽系の角運動量問題というのは、太陽系の質量の大半は太陽にあるのに、角運動量は大半が惑星にあるという不均衡のことです「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

nagashima m. @_nagashimam

銀河の場合は、物理プロセスとしては似ているのですが、スケールが違うこと、ダークマターが重要になることが違います。宇宙初期(おそらくインフレーション時)に仕..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

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この過程で、揺らぎによってランダムに速度場が発生します。揺らぎが成長する、つまり収縮するにつれて、この速度場が角運動量保存則により大きくなり、収縮して形成..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

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しかし、最初はダークマターが収縮するだけで、せいぜい半分程度にしか収縮できません。ダークマターはエネルギーを散逸しない(熱くなって輻射を出すようなことはし..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…

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ダークマターにつられて収縮してきたガスは加熱され輻射を出しエネルギーを失います。そのためさらに収縮します。平均的には、ダークマター天体(ダークハローとかダ..「太陽系や銀河系はなぜ回転してるのか？（角運動量はどこから来たのか？）」togetter.com/li/1134317#c39…