Analogi antara (biasanya) gas ideal dan sistem bintang tidak hanya secara intuitif valid sampai batas tertentu, tetapi telah ditetapkan dan digunakan dalam studi cluster bintang dan sistem galaksi, paling sering sebagai penyederhanaan untuk persamaan Boltzmann tanpa tabrakan.
Gagasan di balik analogi ini adalah bahwa jika sistem bintang dapat direpresentasikan sebagai kumpulan massa titik, dan jika jumlah massa titik besar, maka kita dapat mempertimbangkannya dari sudut pandang teori kinetik gas. Satu hal yang perlu diingat di sini adalah sistem gas bintang tidak santai, juga tidak bisa santai.
Saya ingin tahu di sini: Seberapa jauh analogi yang dijelaskan itu dapat didorong?
Misalnya, ada serangkaian fenomena spesifik gas (atau kita bisa berbicara tentang plasma, jika Anda mau), yang akan menarik untuk dibayangkan untuk sistem bintang, seperti guncangan, turbulensi, atau viskositas. Dapatkah fenomena karakteristik seperti itu, atau lainnya, ada dalam sistem bintang dan apakah ada sistem aktual yang menunjukkan perilaku seperti itu? (dari yang disebutkan, viskositas analog ada dan agak umum)
sumber
Jawaban:
Analogi ini agak lemah dan tidak terlalu berguna.
Apa yang disebut sistem bintang tanpa tabrakan (sistem yang relaksasi dengan pertemuan bintang tidak memiliki efek yang berarti selama masa hidup mereka), seperti galaksi, dapat digambarkan dengan persamaan Boltzman tanpa tabrakan, tetapi tidak pernah mengendap dalam kesetimbangan termodinamik (hanya dalam beberapa kesetimbangan dinamis atau virial ). Dengan demikian, satu-satunya sistem lain dengan perilaku yang agak mirip adalah plasma tanpa tabrakan.
Suara, turbulensi, viskositas dll semua dipengaruhi oleh benturan jarak dekat (bukan hanya pertemuan) antara molekul. Ini juga menjaga keseimbangan termodinamika dan distribusi kecepatan Maxwell-Boltzmann. Sistem Stellar tidak memiliki proses ini dan kecepatannya secara umum terdistribusi secara anisotropik dan tidak mengikuti distribusi Maxwell.
Gas dalam beberapa hal lebih sederhana untuk dipahami, karena dinamika mereka didorong oleh proses lokal dan karena metode statistik sangat berguna. Sistem bintang didorong oleh gravitasi, yaitu proses non-lokal jarak jauh, dan intuisi dari fisika gas seringkali sangat menyesatkan (misalnya, sistem gravitasi diri memiliki kapasitas panas negatif - ini juga berlaku untuk bola gas, seperti sebagai bintang).
Perhatikan juga bahwa jumlah partikel dalam gas jauh lebih besar ( ) daripada jumlah bintang di galaksi ( ), meskipun jumlah partikel materi gelap mungkin jauh lebih besar. lebih tinggi.∼1026 ∼1011
sumber
Ada sebuah makalah yang menarik oleh Jes Madsen , yang memiliki beberapa pemodelan cluster globular yang sukses sebagai bola isotermal.
sumber