Рассмотрим возможность того, что Вселенная состоит из одной темной жидкости, описываемой логотропным уравнением состояния Р=Aln(ρ/ρ*), где ρ это плотность массы покоя, ρ* - характерное значение плотности и A - логотропная температура. Плотность энергии ε это сумма двух слагаемых: энергия массы покоя ρ с
2
, моделирующая темную материю и внутренняя энергия u(ρ) = -Р(ρ) - A, моделирующая темную энергию. Это разложение приводит к естественному, физическому объединению темной материи и темной энергии, и проливает свет на их таинственный характер. Логотропная модель зависит от одного параметра В = A/ ρ
Λ
с
2
, где ρ
Λ
это космологическая плотность. При В=0, Мы возвращаемся в ΛCDM-модель. Воспользовавшись космологическими ограничениями находим, что0 ≤ B ≤ 0,09425. Рассмотрим возможность того, что гало тёмной материи описываются одним и тем же логотропным уравнением состояния. Когда В>0, градиент давления предотвращает гравитационный коллапс и обеспечивает плотное ядро гало, вместо каспового профиля плотности, в соответствии с наблюдениями. Универсальная кривая вращения гало логотропной темной материи согласуется с наблюдаемым профилем Буркерта [Burkert] до радиуса гало. Интересно, если мы предположим, что все гало тёмной материи имеет одну и ту же логотропную температуру В, мы получим, что ее поверхностная плотность Σ = ρ
0
R
h
постоянна. Этот результат находится в согласии с наблюдениями, из которых следует, что Σ
0
= 141М
⊙
/ рс
2
для гало тёмной материи, различающихся на несколько порядков величины в размерах. Используя этот результат наблюдений, мы получаем В = 3,53 × 10
-3
. Если предположить, что ρ*= ρР, где ρР - плотность Планка, мы прогнозируем, В = 3,53 × 10
-3
, в полном согласии с величиной, полученной из наблюдений.
Имеется еще одна статья того же автора на ту же тему
arxiv.org/abs/1505.00034
The Logotropic Dark Fluid as a unification of dark matter and dark energy
Pierre-Henri Chavanis
(Submitted on 29 Apr 2015)
Логотропная темная жидкость как объединение темной материи и темной энергии
Пьер-Анри Шавани