是否可以在行星，星系等形状中发现暗物质？

如果暗物质像普通物质一样具有引力，是否意味着它也可以形成行星，太阳系等？任何答案将不胜感激。

行星和恒星，不。是的，球状星团和星系。

小规模

为了凝结为相对紧凑的物体，例如行星，恒星，甚至更弥散的恒星形成的云，粒子需要能够耗散其能量。如果他们不这样做，他们的速度就会阻止他们形成任何东西。

“正常”粒子（即原子）通过碰撞来实现。当原子碰撞时，它们会被激发，而当它们失激发时，它们会发出辐射，并离开系统，带走能量。以这种方式，一组粒子可以松弛成能量较低的系统，最终凝结成例如星星。此外，碰撞导致高能粒子向低能粒子提供能量，使整体达到热力学平衡，即所有粒子平均具有相同的能量。

根据定义，暗物质无法碰撞和辐射，因此，在诸如恒星和行星这样的小规模上，以给定能量进入势阱的粒子将保持该能量。因此，它们将朝中心加速，然后在最接近中心的位置减速，最后以与以前相同的能量离开系统（如果开始时没有约束）。这使得无碰撞物质不可能形成如此小的物体。

大规模

但是，在星系的规模上，各种弛豫机制都可以使暗物质形成结构。这就是在宇宙的纯N体模拟（例如Millennium Simulation）中看到星系的原因。这些结构的大小取决于分辨率，但以百万个太阳质量表示。

放松机制包括：

这有点像银河系的手臂在缠绕，但是处于相空间而不是真实空间。

当粒子非常接近以至于其轨迹呈指数变化时，就会发生这种情况。

上面列出的两个机制假定恒定的引力势，但是随着系统的松弛，发生变化，从而产生了额外的松弛过程。例如，质量更大的粒子倾向于将更多的能量传递给其较轻的邻居，从而变得更紧密地束缚，沉入重力势的中心。这种效应被称为质量偏析，在球状星团的演化中尤其重要。$\Phi$$\Phi$

对于速度为的扰动/波，如果粒子带有，它将超越波，首先在其落入势能时获得能量，但随后又损失了相同的能量，随后又再次上升。对于被波超过的粒子也是如此。但是，具有粒子（即与波共振的粒子）可能会经历能量的净增加或减少。考虑稍微大于的粒子$v_p$$v\gg v_p$$v\ll v_p$$v\sim v_p$$v$$v_p$。取决于其与波相互作用时的相位，它会加速并远离共振，或者减速并接近共振。后者与波更有效地相互作用（即减速更长的时间），因此，平均而言，将有能量从具有粒子向波净转移。对于略小于粒子，情况恰恰相反 v v $v \gtrsim v_p$$v$$v_p$

您可以在Mo，Bosch和White的《银河形成与演化》中详细了解这些机制。