为什么暗物质不聚集?

时间:2022-08-10 10:16:42   作者:
两个粒子从很远的距离靠近对方,落向对方。当它们靠近时,它们会加速。当你算出来的时候,它们都沿着双曲轨道绕着彼此的质心运动。在最接近的时候,它们又回到无穷远处。没有形成结构。这只是开普勒定律在起作用:粒子的动能不会消失,所以它们离开时的动能与进入系统时的动能相同。这对两个粒子是正确的,但也对两千或两百多万个粒子是正确的。除非它们通过重力以外的方式相互作用!然后它们就会互相反弹。它们甚至可能吸收一部分动能并将其转化为某种形式的内能。

如果这个粒子是一个高尔夫球,它可以吸收一些动能并在这个过程中升温——当然,能量仍然是守恒的。)以不同方式相互作用的粒子可以粘在一起,被束缚住。多余的能量可以以热的形式辐射出去。无论如何,某种耗散过程使系统释放能量并使其粒子聚集成为可能。

假设的暗物质没有这样的相互作用。暗物质粒子不与正常物质相互作用,但它们也不相互作用。(同样是通过重力以外的方式。)所以没有耗散过程来释放多余的动能。当一团暗物质粒子坍缩时,这些粒子会加速,最终再次飞离。没有什么能拖住他们,也没有什么能把他们绑在一起。

事实上,暗物质在现代宇宙学理论中扮演着至关重要的角色,正是因为它的这种行为,这使它有别于普通的重子物质。现在,至于暗物质是否真的存在,或者可能观察到的行为是由于一些其他的物理现象,尤其是修正的引力理论。我认为这个问题仍然没有定论,特别是考虑到到目前为止,没有设计用来直接探测暗物质的实验被证明是成功的。
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