Гравитационное притяжение частиц

В больших масштабах основная роль принадлежала гравитационному притяжению частиц, благодаря которому области повышенной плотности сжимались под действием собственной тяжести и еще более усиливали исходный контраст над невозмущенной материей. После отделения вещества от излучения {при z<1 000) этот механизм начал работать практически во всех масштабах. В результате флуктуации плотности настолько усилились, что их собственное тяготение привело к сжатию неоднородностей, завершившемуся образованием гравитационно связанных систем.

Однако детали этого процесса существенно зависят от конкретного типа малых «затравочных» флуктуации плотности в космологической среде. Оказывается, в космологической плазме возможно было развитие нескольких типов протогалактических флуктуации. Рассмотрим два из них.

В областях повышенной и пониженной (относительно среднего уровня) плотности вещество и излучение могут быть распределены таким образом, что в этих зонах остается неизменным отношение полного числа фотонов к барионам – так называемая удельная энтропия излучения S. Этот тип возмущений принято называть адиабатическим, поскольку он не приводит к вариациям в пространстве величины S, равной

Во Вселенной мог реализоваться и иной тип догалактической иррегулярности, когда вещество образовывало как бы островки повышенной и пониженной плотности на фоне практически однородно распределенного излучения. В этом случае удельная энтропия флуктуирует в пространстве (отсюда и происхождение термина – энтропийные возмущения).

Как упоминалось ранее, при z>103 процессы рассеяния квантов на электронах определяли динамику развития неоднородностей. Адиабатические и энтропийные неоднородности по-разному реагировали на эти процессы. Для адиабатических возмущений, сегодняшний размер которых не превышал бы расстояния между скоплениями галактик, сглаживание исходного контраста плотности происходило благодаря вязкости и теплопроводности плазмы. Расчеты эволюции адиабатических возмущений в период рекомбинации водорода показывают, что уже при 7-3000 К характерный масштаб «выживающих» неоднородностей охватывал область вещества.