Skip to main content
Global

28.E: تطور وتوزيع المجرات (تمارين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197618

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    لمزيد من الاستكشاف

    مقالات

    أندروز، ب. «ما الذي تحاول المجرات إخبارنا به؟» علم الفلك (فبراير 2011): 24. مقدمة لفهمنا لأشكال وتطور أنواع مختلفة من المجرات.

    بارجر، أ. «أزمة منتصف العمر في الكون». ساينتفيك أمريكان (يناير 2005): 46. حول كيفية اختلاف عصرنا عن الكون المبكر من حيث ما تفعله المجرات والدور الذي تلعبه الثقوب السوداء الهائلة.

    بيرمان، ب. «الكون المفقود». علم الفلك (أبريل 2014): 24. مراجعة موجزة للمادة المظلمة وما يمكن أن تكون عليه ونظريات الجاذبية المعدلة التي يمكن أن تفسرها أيضًا.

    فابر، س.، وآخرون. «التحديق في العودة إلى الفجر الكوني». السماء والتلسكوب (يونيو 2014): 18. برنامج لرؤية المجرات البعيدة والأقدم باستخدام هابل.

    جيلر، م.، وهوتشرا، جيه. «رسم خرائط الكون». السماء والتلسكوب (أغسطس 1991): 134. في مشروعهم لرسم خريطة لموقع المجرات في ثلاثة أبعاد.

    هوبر، د. «المادة المظلمة في عصر الاكتشاف». السماء والتلسكوب (يناير 2013): 26. في تجارب البحث عن طبيعة المادة المظلمة.

    جيمس، سي آر «ذا هابل ديب فيلد: صورة تستحق تريليون نجمة». علم الفلك (نوفمبر 2015): 44. التاريخ التفصيلي والنتائج، بالإضافة إلى حقل هابل فائق العمق.

    كوفمان، جي، وفان دن بوش، F. «دورة حياة المجرات». ساينتفيك أمريكان (يونيو 2002): 46. حول تطور المجرات وكيفية تطور الأشكال المختلفة للمجرات.

    كناب، جي. «تعدين السماوات: مسح سلون الرقمي للسماء». السماء والتلسكوب (أغسطس 1997): 40.

    كرون، آر، وباتلر، إس «ستارز آند ستريبس فور إيفر». علم الفلك (فبراير 1999): 48. في مسح سلون الرقمي.

    Kruesi، L. «ما الذي نعرفه حقًا عن المادة المظلمة؟» علم الفلك (نوفمبر 2009): 28. يركز على ماهية المادة المظلمة والتجارب لمعرفة ذلك.

    لارسون، آر، وبروم، في «النجوم الأولى في الكون». ساينتفيك أمريكان (ديسمبر 2001): 64. في العصور المظلمة وولادة النجوم الأولى.

    ناديس، س. «استكشاف اتصال المجرة - الثقب الأسود». علم الفلك (مايو 2010): 28. حول دور الثقوب السوداء الضخمة في تطور المجرات.

    ناديس، س. «علماء الفلك يكشفون البنية الخفية للكون.» علم الفلك (سبتمبر 2013): 44. ما مدى ظلام المادة التي يرتكز عليها الكون المرئي.

    شيلينغ، جي. «هابل يذهب إلى المسافة». السماء والتلسكوب (يناير 2015): 20. استخدام عدسة الجاذبية مع HST لرؤية المجرات البعيدة.

    شتراوس، م. «قراءة مخططات الخلق». ساينتفيك أمريكان (فبراير 2004): 54. حول المسوحات واسعة النطاق للمجرات وما تخبرنا به عن تنظيم الكون المبكر.

    تايتل، د. «مجال عميق واسع: الحصول على الصورة الكبيرة.» السماء والتلسكوب (سبتمبر 2001): 42. في مسح NOAO لأجسام السماء العميقة.

    فيلارد، ر. «كيف يكشف وهم الجاذبية الكبير عن الكون». علم الفلك (يناير 2013): 44. حول عدسة الجاذبية وما تعلمنا إياه.

    مواقع الويب

    تجميع المجرات: http://jwst.nasa.gov/galaxies.html. معلومات أساسية تمهيدية عن المجرات: ما نعرفه وما نريد تعلمه.

    تاريخ موجز لعدسات الجاذبية: www.einstein-onlineinfo/spot... ensing_history. من أينشتاين أون لاين.

    الهياكل الكونية: skyserver.sdss.org/dr1/en/ast... structures.asp. صفحة مراجعة موجزة عن كيفية تنظيم المجرات، من مسح سلون.

    اكتشاف عدسة الجاذبية الأولى: astrosociety.org/wp-content/u... /ab2009-33. pdf. بقلم راي وايمان، 2009.

    اكتشافات عدسة الجاذبية من تلسكوب هابل الفضائي: http://hubblesite.org/newscenter/arc...tational-lens/. قائمة مرتبة ترتيبًا زمنيًا بالنشرات الإخبارية والصور.

    مجموعة المجرات المحلية: http://www.atlasoftheuniverse.com/localgr.html. خريطة قابلة للنقر من مشروع أطلس الكون. انظر أيضًا صفحة مجموعة برج العذراء الخاصة بهم: http://www.atlasoftheuniverse.com/galgrps/vir.html.

    منحنى الجذر: Burro.astr.cwru.edu/javalab/R... eWeb/main.html. جرب استخدام بيانات منحنى دوران المجرة الحقيقية لقياس هالات المادة المظلمة باستخدام محاكاة تطبيق Java الصغير هذا.

    موقع مسح سلون الرقمي للسماء: http://classic.sdss.org/. يشمل الأجزاء غير الفنية والتقنية.

    نظارات التجسس إلى الكون: www.spacetelescope.org/science... ional_lensing/. صفحة هابل عن عدسات الجاذبية؛ تتضمن روابط لمقاطع فيديو.

    مجموعة مجرات برج العذراء: http://messier.seds.org/more/virgo.html. صفحة تحتوي على معلومات موجزة وروابط للخرائط والصور وما إلى ذلك.

    مقاطع فيديو

    المحاكاة الكونية: www.tapir.caltech.edu/~ phopki... ies_cosmo.html. مقاطع فيديو جميلة مع محاكاة حاسوبية لكيفية تشكل المجرات، من مجموعة FIRE.

    علم الكونيات في الكون المحلي: http://irfu.cea.fr/cosmography. تحليق مروي لخرائط المجرات التي تُظهر المناطق الأقرب من الكون (17:35).

    عدسة الجاذبية: https://www.youtube.com/watch?v=4Z71RtwoOas. فيديو من Fermilab، مع الدكتور دون لينكولن (7:14).

    كيف تم طهي المجرات من الحساء البدائي: https://www.youtube.com/watch?v=wqNNCm7SNyw. محاضرة عامة عام 2013 للدكتورة ساندرا فابر من مرصد ليك حول تطور المجرات؛ جزء من سلسلة محاضرات علم الفلك في وادي السيليكون (1:19:33).

    حقل هابل العميق المتطرف يدفع حدود الزمان والمكان إلى الوراء: https://www.youtube.com/watch?v=gu_VhzhlqGw. فيديو موجز 2012 (2:42).

    نظرة عميقة إلى الكون في صورة ثلاثية الأبعاد: https://www.eso.org/public/videos/eso1507a/. فيديو eSOCast 2015 حول كيفية استخدام التلسكوبات الكبيرة جدًا لاستكشاف حقل هابل فائق العمق ومعرفة المزيد عن المجرات الضعيفة والبعيدة (5:12).

    محاكاة الألفية: wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/ga... rog/millennium يتبع الكمبيوتر العملاق في ألمانيا تطور صندوق كبير تمثيلي مع تطور الكون.

    أفلام الطيران عبر الهيكل المحلي واسع النطاق: www.ifa.hawaii.edu/~ tully/. بواسطة برنت تولي.

    تسليط الضوء على المادة المظلمة: https://www.youtube.com/watch?v=bZW_B9CC-gI. 2008 حديث TED عن المجرات والمادة المظلمة للفيزيائية باتريشيا بورشات (17:08).

    أفلام لمحة عامة عن مسح سلون الرقمي للسماء: astro.uchicago.edu/cosmus/projects/sloanmovie

    الكون الافتراضي: https://www.youtube.com/watch?v=SY0bKE10ZDM. نموذج MIT لقسم من الكون يتطور، مع تضمين المادة المظلمة (4:11).

    عندما تصطدم مجرتان: www.openculture.com/2009/04/w... s_collide.html. محاكاة الكمبيوتر، التي تتوقف عند نقاط مختلفة وتظهر صورة هابل لمثل هذا النظام في الطبيعة (1:37).

    أنشطة المجموعة التعاونية

    1. لنفترض أنك طورت نظرية لحساب تطور مدينة نيويورك. اطلب من مجموعتك مناقشة ما إذا كانت ستشبه تطور البنية في الكون (كما وصفناها في هذا الفصل). ما هي عناصر النموذج الخاص بك لمدينة نيويورك التي تشبه نموذج علماء الفلك لنمو البنية في الكون؟ ما العناصر التي لا تتطابق؟
    2. يعتقد معظم علماء الفلك أن المادة المظلمة موجودة وتشكل جزءًا كبيرًا من إجمالي المادة في الكون. في الوقت نفسه، لا يعتقد معظم علماء الفلك أن الأجسام الغريبة هي دليل على أننا نقوم بزيارتنا من قبل كائنات فضائية من عالم آخر. ومع ذلك، لم ير علماء الفلك في الواقع أي مادة مظلمة أو جسم غامض. لماذا تعتقد أن فكرة واحدة مقبولة على نطاق واسع من قبل العلماء والأخرى ليست كذلك؟ ما الفكرة التي تعتقد أنها أكثر تصديقًا؟ أعط المنطق الخاص بك.
    3. يصف شخص ما في مجموعتك مسوحات التحول الأحمر للمجرات لصديق يقول إنه لم يسمع أبدًا عن إهدار أكبر للجهد. من يهتم، كما يسأل، بالبنية الواسعة النطاق للكون؟ ما هو رد فعل مجموعتك، وما هي الأسباب التي يمكن أن تأتي بها لاستثمار الأموال في معرفة كيفية تنظيم الكون؟
    4. إن زعيم بلد صغير ولكنه غني جدًا مهووس بالخرائط. لقد قامت بتجميع مجموعة رائعة من خرائط الأرض، واشترت جميع خرائط الكواكب الأخرى التي جمعها علماء الفلك، وتريد الآن إنشاء أفضل خريطة ممكنة للكون بأكمله. تم اختيار مجموعتك لتقديم المشورة لها. ما نوع الأدوات والاستطلاعات التي يجب أن تستثمر فيها لإنتاج خريطة جيدة للكون؟ كن محددًا قدر الإمكان.
    5. قم بتنزيل صورة عالية الدقة لمجموعة مجرات غنية من تلسكوب هابل الفضائي (انظر قائمة القصص الإخبارية لعدسة الجاذبية في قسم «لمزيد من الاستكشاف»). تحقق مما إذا كان بإمكان مجموعتك العمل معًا لتحديد أقواس الجاذبية، وهي صور المجرات ذات الخلفية البعيدة المشوهة بكتلة الكتلة. كم عدد الذين يمكنك العثور عليهم؟ هل يمكنك تحديد أي صور متعددة لنفس المجرة الخلفية؟ (إذا كان أي شخص في المجموعة مهتمًا حقًا، فهناك مشروع Citizen Science يسمى Spacewarps، حيث يمكنك مساعدة علماء الفلك في تحديد عدسات الجاذبية على صورهم: https://spacewarps.org. )
    6. تشعر بالحماس الشديد بشأن عدسة الجاذبية لدرجة أنك تبدأ في التحدث عنها مع صديق ذكي لم يلتحق بعد بدورة في علم الفلك. بعد سماعك، يبدأ هذا الصديق بالقلق. يقول: «إذا كانت عدسات الجاذبية قادرة على تشويه صور الكوازار، وأحيانًا إنشاء صور متعددة أو أشباح لنفس الكائن، فكيف يمكننا الوثوق في أي نقطة ضوئية في السماء لتكون حقيقية؟ ربما تكون العديد من النجوم التي نراها مجرد صور أشباح أو صور بعدسات أيضًا!» اطلب من مجموعتك مناقشة كيفية الرد. (تلميح: فكر في المسار الذي سلكه ضوء الكوازار في طريقه إلينا والمسار الذي يسلكه ضوء النجم النموذجي.)
    7. سيقوم مقراب المسح السينوبتيكي الكبير (LSST) الذي يبلغ طوله 8.4 مترًا، والذي يجري إنشاؤه حاليًا على قمة جبل سيرو باتشون في شمال تشيلي، بمسح السماء بأكملها بكاميرا 3.2 جيجا بكسل كل بضعة أيام، بحثًا عن الأجسام العابرة أو المؤقتة التي تظهر لفترة وجيزة في السماء قبل أن تتلاشى عن الأنظار، بما في ذلك الكويكبات وأجسام حزام كويبر في مجموعتنا الشمسية والمستعرات الأعظمية وغيرها من الأحداث المتفجرة عالية الطاقة في الكون البعيد. عندما تعمل بالكامل في وقت ما بعد عام 2021، ستنتج LSST ما يصل إلى 30 تيرابايت من البيانات كل ليلة. (تبلغ مساحة تيرابايت 1000 غيغابايت، وهي الوحدة التي ربما تستخدمها لتقييم سعة جهاز الكمبيوتر أو بطاقة الذاكرة.) مع مجموعتك، ضع في اعتبارك ما تعتقد أنه قد يكون بعض التحديات للتعامل مع هذه الكمية من البيانات كل ليلة بطريقة منتجة علميًا ولكن فعالة. هل يمكنك اقتراح أي حلول لتلك التحديات؟
    8. تعتبر الكوازارات نادرة الآن ولكنها كانت أكثر عددًا عندما كان الكون حوالي ربع عمره الحالي. بلغ إجمالي تكوين النجوم الذي يحدث في المجرات عبر الكون ذروته عند نفس التحول الأحمر تقريبًا. هل تعتقد مجموعتك أن هذه مصادفة؟ لماذا أو لماذا لا؟
    9. تتمثل إحدى الطرق لمعرفة مدى نجاح الأفكار في علم الفلك (مثل تلك الموجودة في هذا الفصل) في اختراق الثقافة الشعبية في معرفة ما إذا كان بإمكانك العثور على كلمات فلكية في السوق. يُظهر البحث القصير على الويب عن مصطلح «المادة المظلمة» علامة تجارية للقهوة وعلامة تجارية لـ «مسرّع نمو العضلات» بهذا الاسم. كم عدد المصطلحات الأخرى المستخدمة في هذا الفصل والتي يمكن لمجموعتك العثور عليها في عالم المنتجات؟ (ما هو النوع الشائع حقًا من الهواتف المحمولة التي تعمل بنظام Android، على سبيل المثال؟)
    10. ما هو عنوانك الكامل في الكون؟ يجب على أعضاء المجموعة كتابة عنوانهم الكامل، استنادًا إلى المعلومات الواردة في هذا الفصل (وبقية الكتاب). بعد الرمز البريدي والبلد، قد ترغب في إضافة قارة وكوكب ونظام كوكبي ومجرة وما إلى ذلك، ثم يجب على كل عضو في المجموعة شرح هذا العنوان لأحد أفراد الأسرة أو الطالب الذي لا يدرس علم الفلك.

    مراجعة الأسئلة

    1. كيف تختلف المجرات البعيدة (الصغيرة) عن المجرات التي نراها في الكون اليوم؟
    2. ما هو الدليل على أن تكوين النجوم بدأ عندما كان عمر الكون بضع مئات الملايين من السنين فقط؟
    3. وصف تطور المجرة البيضاوية. كيف يختلف تطور المجرة الحلزونية عن تلك الموجودة في الشكل الإهليلجي؟
    4. اشرح ما نعنيه عندما نسمي الكون متجانسًا ومتجانسًا. هل تقول أن توزيع الفيلة على الأرض متجانس ومتجانس؟ لماذا؟
    5. وصف تنظيم المجرات في مجموعات، من المجموعة المحلية إلى المجموعات الفائقة.
    6. ما الدليل على أن جزءًا كبيرًا من المادة في الكون غير مرئي؟
    7. عندما يضع علماء الفلك خرائط لبنية الكون على أكبر المقاييس، كيف يجدون مجموعات المجرات الفائقة التي سيتم ترتيبها؟
    8. كيف يؤثر وجود نواة مجرية نشطة في مجرة نجمية على عملية الانفجار النجمي؟

    أسئلة الفكر

    1. وصف كيف يمكنك استخدام لون المجرة لتحديد شيء ما حول أنواع النجوم التي تحتويها.
    2. لنفترض أن المجرة شكلت نجومًا لبضعة ملايين من السنين ثم توقفت (ولم تندمج مجرة أخرى أو تصطدم بها). ما هي النجوم الأكثر ضخامة في التسلسل الرئيسي بعد 500 مليون سنة؟ بعد 10 مليار سنة؟ كيف سيتغير لون المجرة خلال هذه الفترة الزمنية؟ (راجع التطور من التسلسل الرئيسي إلى العمالقة الحمراء.)
    3. بالنظر إلى الأفكار المقدمة هنا حول كيفية تشكل المجرات، هل تتوقع العثور على مجرة بيضاوية عملاقة في المجموعة المحلية؟ لماذا أو لماذا لا؟ هل يوجد في الواقع جهاز بيضاوي عملاق في المجموعة المحلية؟
    4. هل يمكن أن تتطور مجرة بيضاوية الشكل إلى دوامة؟ اشرح إجابتك. هل يمكن أن يتحول اللولب إلى شكل بيضاوي؟ كيف؟
    5. إذا رأينا صورة مزدوجة لكازار أنتجته عدسة الجاذبية واستطعنا الحصول على طيف المجرة الذي يعمل كعدسة الجاذبية، فيمكننا بعد ذلك وضع حدود للمسافة إلى الكوازار. اشرح كيف.
    6. تُظهر اللوحة اليسرى من الصورة المصغرة للفصل 27 مجموعة من المجرات الصفراء التي تنتج عدة صور للمجرات الزرقاء من خلال عدسة الجاذبية. أيهما أبعد - المجرات الزرقاء أم المجرات الصفراء؟ يأتي الضوء في المجرات من النجوم. كيف تختلف درجات حرارة النجوم التي تهيمن على ضوء المجرات العنقودية عن درجات حرارة النجوم التي تهيمن على ضوء المجرة ذات العدسة الزرقاء؟ ما ضوء المجرة الذي تهيمن عليه النجوم الشابة؟
    7. لنفترض أنك تقف في وسط مدينة كبيرة مكتظة بالسكان دائرية تمامًا، وتحيط بها حلقة من الضواحي ذات الكثافة السكانية المنخفضة، وتحيط بها بدورها حلقة من الأراضي الزراعية. من هذا الموقع المحدد، هل تعتقد أن التوزيع السكاني متناسق؟ متجانسة؟
    8. يقوم علماء الفلك بعمل خرائط من خلال مراقبة شريحة من الكون ورؤية أين تقع المجرات داخل تلك الشريحة. إذا كان الكون متجانسًا ومتجانسًا، فلماذا يحتاجون إلى أكثر من شريحة واحدة؟ لنفترض أنهم يريدون الآن جعل كل شريحة تمتد أبعد في الكون. ماذا يحتاجون إلى القيام به؟
    9. يبلغ عمر الحضارة الإنسانية حوالي 10000 عام وفقًا لتطور الزراعة. إذا كان التلسكوب الخاص بك يجمع ضوء النجوم الليلة الذي استمر لمدة 10000 عام، فهل هذا النجم داخل أو خارج مجرة درب التبانة؟ هل من المحتمل أن يكون النجم قد تغير كثيرًا خلال تلك الفترة؟
    10. نظرًا لأن حوالي 5٪ فقط من المجرات المرئية في حقل هابل العميق مشرقة بما يكفي لعلماء الفلك للدراسة الطيفية، فهم بحاجة إلى تحقيق أقصى استفادة من 95٪ الأخرى. تتمثل إحدى التقنيات في استخدام ألوانها وسطوعها الواضح لمحاولة تقدير التحول الأحمر تقريبًا. كيف تعتقد أن عدم دقة تقنية تقدير التحول الأحمر هذه (مقارنة بالقياس الفعلي للتحول الأحمر من الطيف) قد يؤثر على قدرتنا على عمل خرائط للهياكل واسعة النطاق مثل الشعيرات والفراغات الموضحة في الشكل\(28.3.8\) في القسم 28.3؟

    اكتشاف نفسك

    1. باستخدام المعلومات الواردة\(28.3.1\) في المثال في القسم 28.3، ما مدى ضعف الجسم الذي يجب أن تتمكن من قياسه من أجل تضمين نفس أنواع المجرات في المسح الثاني؟ تذكر أن سطوع الكائن يتغير كمربع معكوس للمسافة.
    2. باستخدام المعلومات الواردة\(28.3.1\) في المثال في القسم 28.3، إذا كانت المجرات موزعة بشكل متجانس، فما عدد المرات التي تتوقع الاعتماد عليها في المسح الثاني؟
    3. باستخدام المعلومات من المثال\(28.3.1\) في القسم 28.3، كم من الوقت ستستغرق لإجراء الاستبيان الثاني؟
    4. توجد المجرات في «جدران» الفراغات الضخمة؛ حيث يوجد عدد قليل جدًا من المجرات في الفراغات نفسها. يقول النص أن بنية الشعيرات والفراغات موجودة في الكون منذ فترة وجيزة بعد بدء التوسع قبل 13.8 مليار سنة. في العلوم، يتعين علينا دائمًا التحقق لمعرفة ما إذا كانت بعض الاستنتاجات تتناقض مع أي معلومات أخرى لدينا. في هذه الحالة، يمكننا أن نتساءل عما إذا كانت الفراغات ستمتلئ بالمجرات في حوالي 14 مليار سنة. تشير الملاحظات إلى أنه بالإضافة إلى الحركة المرتبطة بتوسع الكون، تتحرك المجرات الموجودة في جدران الفراغات في اتجاهات عشوائية بسرعات نموذجية تبلغ 300 كم/ثانية، وسيتحرك بعضها على الأقل داخل الفراغات. إلى أي مدى ستتحرك المجرة في الفراغ بعد 14 مليار سنة؟ هل هناك فرضية معقولة مفادها أن الفراغات موجودة منذ 14 مليار سنة؟
    5. احسب السرعة والمسافة ووقت الرجوع إلى الوراء للمجرات الأكثر بعدًا في الشكل\(28.3.8\) في القسم 28.3 باستخدام ثابت هابل المعطى في هذا النص والانحراف الأحمر الوارد في الرسم التخطيطي. تذكر صيغة دوبلر للسرعة\(\left( v = c \times \frac{\Delta \lambda}{\lambda} \right)\) وقانون هابل (\(v = H \times d\)،\(d\) أين المسافة إلى المجرة). بالنسبة لهذه السرعات المنخفضة، يمكنك إهمال التأثيرات النسبية.
    6. افترض أن المادة المظلمة موزعة بشكل موحد في جميع أنحاء درب التبانة، ليس فقط في الهالة الخارجية ولكن أيضًا في جميع أنحاء الانتفاخ وفي القرص، حيث يعيش النظام الشمسي. ما مقدار المادة المظلمة التي تتوقع وجودها داخل النظام الشمسي؟ هل تتوقع أن يكون ذلك قابلاً للاكتشاف بسهولة؟ تلميح: بالنسبة لنصف قطر هالة المادة المظلمة في درب التبانة، استخدم\(R\) = 300,000 سنة ضوئية؛ لنصف قطر النظام الشمسي، استخدم 100 AU؛ وابدأ بحساب نسبة الحجمين.
    7. يمتد الصندوق المحاكي لخيوط المجرة والمجموعات الفائقة الموضح في الشكل\(28.5.3\) في القسم 28.5 عبر مليار سنة ضوئية. إذا كنت ستقوم بعمل نموذج مصغر حيث يغطي هذا الصندوق قلب الحرم الجامعي، على سبيل المثال 1 كم، إذن كم سيكون حجم مجرة درب التبانة؟ إلى أي مدى ستكون مجرة أندروميدا بعيدة في نموذج المقياس؟
    8. ربما كانت الأجسام الأولى التي انهارت بالجاذبية بعد الانفجار العظيم هي قطع مجرات كروية بحجم عنقود، مع كتل حول الكتل\(10^6\) الشمسية. لنفترض أنك قمت بدمج اثنين من هؤلاء معًا، ثم دمج قطعتين أكبر معًا، وهكذا، بأسلوب LEGO، حتى تصل إلى كتلة درب التبانة، حول الكتل\(10^{12}\) الشمسية. كم عدد أجيال الاندماج التي سيستغرقها ذلك، وكم عدد القطع الأصلية؟ (تلميح: فكر في قوى 2.)