Можно ли найти темную материю в форме планет, галактик и т. Д.?

Если темная материя имеет гравитацию так же, как нормальная материя, значит ли это, что она также может образовывать планеты, солнечные системы и так далее? Любой ответ будет оценен.

— Ваза Додевски
источник

Я бы подумал, по крайней мере в видимых галактиках, что темная материя вряд ли будет накапливаться без привлечения обычной материи. Кроме того, такие накопления не будут узнаваемыми объектами, поскольку темная материя не взаимодействует так же, как обычная материя.

— call2voyage

Нет, вовсе не потому, что темная материя не существует, это плод воображения, чтобы решить отрицание того, что вселенная основана на плазме, а не на гравитации.

Аналогичные вопросы были заданы и даны ответы на Physics.SE, а также: phys.stackexchange.com/questions/61223 и Physics.stackexchange.com/questions/52877

— Кайл Канос,

@TimNetherwood Согласно плазменной космологии, да. Но не мейнстрим космологии, это то, чем обычно занимается сайт.

— сэр Cumference

@TimNetherwood Надеюсь, нам не нужно придумывать правила по этому поводу. Пост предполагает существование темной материи, и, следовательно, вызывает господствующую космологию. Это не место для споров, какую космологию использовать. Вопрос о том, что такое темная материя, может быть более подходящим местом для ссылки на плазменную космологию как на один из возможных вариантов, хотя наиболее беспристрастный подход должен учитывать критику плазменной космологии, поднятую другими космологами.

— call2voyage

Планет и звезд нет. Шаровые скопления и галактики, да.

Малые весы

Чтобы конденсироваться в такие относительно компактные объекты, как планеты, звезды и даже в более рассеянные звездообразующие облака, частицы должны быть способны рассеивать свою энергию. Если они этого не делают, их скорости не позволяют им формировать что-либо.

«Нормальные» частицы, то есть атомы, делают это путем столкновения. Когда атомы сталкиваются, они возбуждаются, а когда они возбуждаются, они испускают излучение, которое покидает систему, унося энергию. Таким образом, ансамбль частиц может расслабиться в менее энергичную систему, в конечном итоге конденсируясь, например, в звезду. Кроме того, столкновения приводят к тому, что более энергичные частицы отдают энергию менее энергичным, в результате чего ансамбль достигает термодинамического равновесия , то есть все частицы в среднем имеют одинаковую энергию.

Темная материя, по определению, не может сталкиваться и излучать, и, следовательно, в таких небольших масштабах, как звезды и планеты, частицы, которые входят в потенциальную яму с данной энергией, будут поддерживать эту энергию. Таким образом, они ускоряются к центру, затем замедляются после его самого близкого приближения к центру и, наконец, покидают систему с той же энергией, что и раньше (если она не была связана с самого начала). Это делает невозможным для бесстолкновительной материи формировать такие маленькие объекты.

Большие весы

В масштабе галактик, однако, различные механизмы релаксации позволяют темной материи формировать структуру. Это причина того, что в чистых симуляциях N-тела Вселенной, таких как Симуляция Тысячелетия , вы увидите галактики. Размеры этих структур зависят от разрешения, но измеряются в миллионах солнечных масс.

Механизмы релаксации включают в себя:

Фазовое смешивание

Это как галактические руки, но в фазовом пространстве, а не в реальном космосе.

Хаотическое смешивание

Это происходит, когда частицы подходят так близко, что их траектории экспоненциально расходятся.

Насильственное расслабление

$\Phi$ $\Phi$

Ландау демпфирование

$v_p$ $v\gg v_p$ $v\ll v_p$ $v\sim v_p$ $v$ $v_p$ $v \gtrsim v_p$ $v$ $v_p$

Вы можете прочитать больше об этих механизмах в Mo, Bosch и White's Galaxy Formation and Evolution .

— Пела
источник

NB: Это предполагает, что темная материя - это WIMP, а не альтернативная гипотеза MACHO . В последнем случае планеты и звезды могут быть да .

— Кайл Канос

@KyleKanos: Да, я предполагаю что-то вроде WIMP, в частности, холодную темную материю, так как это, на мой взгляд и мнение большинства других, безусловно, наиболее вероятный кандидат на DM. MACHOs являются барионами, поэтому по определению планеты и звезды являются MACHO. Однако в качестве кандидата на «недостающую» DM MACHO может быть исключен с использованием, например, микролинзирования.

— Пела