Vật chất tối có thể được tìm thấy trong hình dạng của các hành tinh, thiên hà, v.v.?

Nếu vật chất tối có trọng lực giống như vật chất bình thường, điều đó có nghĩa là nó cũng có thể hình thành các hành tinh, hệ mặt trời, v.v. Bất kỳ câu trả lời sẽ được đánh giá cao.

— Bình hoa Dodevski
nguồn

Tôi sẽ nghĩ, ít nhất là trong các thiên hà có thể nhìn thấy, rằng vật chất tối sẽ khó có thể tích tụ mà không thu hút vật chất thông thường. Ngoài ra, sự tích lũy như vậy sẽ không thể nhận ra đối tượng vì vật chất tối không tương tác giống như vật chất thông thường.

— gọi là 2voyage

Không, hoàn toàn không phải vì vật chất tối không tồn tại, đó là một sự tưởng tượng để giải quyết sự phủ nhận rằng vũ trụ dựa trên plasma và không dựa trên trọng lực.

Câu hỏi tương tự đã được hỏi & trả lời trên Physics.SE cũng như: physics.stackexchange.com/questions/61223 và physics.stackexchange.com/questions/52877

— Kyle Kanos

@TimNetherwood Theo vũ trụ học plasma, vâng. Nhưng không phải vũ trụ học chính thống, đó là những gì trang web thường đi qua.

— Ngài Cumference

@TimNetherwood Hy vọng, chúng ta không cần phải đưa ra một quy tắc nào về việc này. Bài viết giả định sự tồn tại của vật chất tối, và do đó gọi vũ trụ học chính thống. Đây không phải là nơi để tranh luận nên sử dụng vũ trụ học nào. Một câu hỏi đặt ra về vật chất tối nào có thể là một nơi thích hợp hơn để tham khảo vũ trụ học plasma là một lựa chọn khả thi, mặc dù cách tiếp cận thuận tay nhất nên giải quyết những chỉ trích về vũ trụ học plasma được đưa ra bởi các nhà vũ trụ học khác.

— gọi là2voyage

Các hành tinh và ngôi sao, không. Các cụm sao và thiên hà, vâng.

Vảy nhỏ

Để ngưng tụ thành các vật thể tương đối nhỏ gọn như các hành tinh, ngôi sao và thậm chí các đám mây hình thành sao khuếch tán hơn, các hạt cần phải có khả năng tiêu tán năng lượng của chúng. Nếu họ không làm điều này, vận tốc của họ cấm họ hình thành bất cứ điều gì.

Các hạt "bình thường", tức là các nguyên tử, thực hiện điều này bằng cách va chạm. Khi các nguyên tử va chạm, chúng bị kích thích và khi chúng bị kích thích, chúng phát ra bức xạ rời khỏi hệ thống, mang theo năng lượng. Theo cách này, một nhóm các hạt có thể thư giãn thành một hệ thống ít năng lượng hơn, cuối cùng ngưng tụ thành một ngôi sao. Ngoài ra, các va chạm làm cho các hạt năng lượng nhiều hơn để cung cấp năng lượng cho các hạt ít năng lượng hơn, làm cho quần thể đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt động lực học , tức là tất cả các hạt có cùng năng lượng.

Theo định nghĩa, vật chất tối không thể va chạm và tỏa ra, và do đó, trên quy mô nhỏ như các ngôi sao và hành tinh, các hạt đi vào một giếng tiềm năng với một năng lượng nhất định sẽ duy trì năng lượng đó. Do đó, chúng sẽ tăng tốc về phía trung tâm, sau đó giảm tốc sau khi tiếp cận gần nhất với trung tâm và cuối cùng rời khỏi hệ thống với cùng năng lượng như trước (nếu không bắt đầu). Điều này làm cho vật chất không va chạm có thể tạo thành các vật thể nhỏ như vậy.

Vảy lớn

Tuy nhiên, trên quy mô của các thiên hà, các cơ chế thư giãn khác nhau cho phép vật chất tối hình thành cấu trúc. Đây là lý do mà trong các mô phỏng cơ thể N thuần túy của Vũ trụ, như Mô phỏng Thiên niên kỷ , bạn sẽ thấy các thiên hà. Kích thước của các cấu trúc này phụ thuộc vào độ phân giải, nhưng được đo bằng hàng triệu khối lượng Mặt trời.

Các cơ chế thư giãn bao gồm:

Pha trộn

Đây là loại giống như cánh tay thiên hà cuộn lên, nhưng trong không gian pha chứ không phải là không gian thực.

Hỗn hợp hỗn loạn

Điều này xảy ra khi các hạt đến gần đến mức quỹ đạo của chúng phân kỳ theo cấp số nhân.

Thư giãn dữ dội

$\Phi$ $\Phi$

Landau giảm xóc

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

Bạn có thể đọc thêm về các cơ chế này trong Mo, Bosch, & Sự hình thành và tiến hóa của Galaxy .

— pela
nguồn

NB: Điều này giả định vật chất tối là WIMP thay vì giả thuyết thay thế MACHOs . Trong trường hợp sau, các hành tinh và ngôi sao có thể là có thay vào đó.

— Kyle Kanos

@KyleKanos: Đúng, tôi đang giả sử một loại WIMP nào đó, đặc biệt là vật chất tối lạnh, vì đây là ý kiến của tôi và hầu hết những người khác, cho đến nay là ứng cử viên có khả năng nhất cho DM. MACHO là baryon, vì vậy theo định nghĩa, các hành tinh và ngôi sao là MACHO. Tuy nhiên, là một ứng cử viên cho DM "mất tích", MACHO có thể được loại trừ bằng cách sử dụng ví dụ như microlensing.

— pela