Чи можна знайти темну матерію у формі планет, галактик тощо?

Якщо темна матерія має гравітацію так само, як і звичайна матерія, чи це означає, що вона також може утворювати планети, сонячні системи тощо? Будь-яка відповідь буде вдячна.

— Ваза Додевський
джерело

Я б подумав, принаймні у видимих галактиках, що навряд чи темна матерія накопичуватиметься, не залучаючи також звичайну матерію. Також такі накопичення не були б впізнаваними предметами, оскільки темна матерія не взаємодіє так, як це робить звичайна матерія.

— закликав2voyage

Ні, зовсім не тому, що темної матерії не існує, це плід уяви, щоб вирішити заперечення того, що Всесвіт - це плазма, а не гравітація.

Подібні запитання також задавались і відповідали на Physics.SE: physics.stackexchange.com/questions/61223 та physics.stackexchange.com/questions/52877

— Кайл Канос

@TimNetherwood Відповідно до космології плазми, так. Але не основна космологія, про яку іде сайт.

— Сер Камференція

@TimNetherwood Сподіваємось, нам не варто було б придумувати правило щодо цього. Пост передбачає існування темної матерії і, таким чином, посилається на основну космологію. Це не місце для обговорення, яку космологію використовувати. Питання про те, що є темною речовиною, може бути більш підходящим місцем для позначення космології плазми як одного з можливих варіантів, хоча найбільш рівномірний підхід повинен стосуватися критики плазмової космології, піднятої іншими космологами.

— зателефонували2voyage

Планети і зірки, немає. Кульові скупчення та галактики, так.

Невеликі ваги

Щоб конденсуватися в таких порівняно компактних об'єктах, як планети, зірки і навіть більш дифузні хмари, що утворюють зірку, частинки повинні мати можливість розсіювати свою енергію. Якщо вони цього не роблять, їх швидкість забороняє формувати щось.

"Звичайні" частинки, тобто атоми, роблять це шляхом зіткнення. Коли атоми стикаються, вони збуджуються, і коли вони знеструмлюються, вони випромінюють випромінювання, яке залишає систему, захоплюючи енергію. Таким чином, ансамбль частинок може розслабитися в менш енергійній системі, з часом конденсуючись, наприклад, у зірці. Крім того, зіткнення призводять до того, що більш енергетичні частинки віддають енергію менш енергійним, змушуючи ансамбль досягти термодинамічної рівноваги , тобто всі частинки в середньому мають однакову енергію.

Темна матерія, за визначенням, не здатна зіткнутися та випромінювати, а отже, на таких маленьких масштабах, як зірки та планети, частинки, які потрапляють у потенційну свердловину із заданою енергією, підтримуватимуть цю енергію. Таким чином, вони прискоряться до центру, потім сповільнюються після його найближчого наближення до центру і, нарешті, залишають систему з тією ж енергією, що і раніше (якби це було незв'язане для початку). Це унеможливлює беззбиткові речовини утворювати такі маленькі предмети.

Великі ваги

Однак у масштабі галактик різні механізми релаксації дозволяють темній речовині утворювати структуру. Це причина, що в чистих моделюваннях Н-тіла Всесвіту, таких як Моделювання тисячоліття , ви побачите галактики. Розміри цих структур залежать від роздільної здатності, але вимірюються мільйонами сонячних мас.

Механізми релаксації включають:

Фазове змішування

Це схоже на те, що плечі галактик звиваються, але у фазовому просторі, а не в реальному просторі.

Хаотичне змішування

Це відбувається, коли частинки наближаються так близько, що їх траєкторії розходяться експоненціально.

Насильне розслаблення

$\Phi$ $\Phi$

Амортизація Ландау

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

Детальніше про ці механізми ви можете прочитати у формації галактики Мо, Босха та Уайта .

— пела
джерело

NB: Це передбачає, що темна матерія є WIMP замість альтернативної гіпотези MACHO . В останньому випадку планети та зірки можуть бути натомість так .

— Кайл Канос

@KyleKanos: Правда, я припускаю, що таке WIMP, особливо холодна темна матерія, оскільки це на мою думку та більшість інших - напевно, найімовірніший кандидат у ДМ. MACHO - це баріони, тому за визначенням планети та зірки - MACHO. Однак, як кандидат у "відсутніх" ДМ, MACHO можна виключити, використовуючи, наприклад, мікролінінг.

— пела