螺旋结构

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 本文讨论了在天体物理学和暗物质背景下的螺旋结构。
  • 描述了一种解析解及其在数值模拟中的对应表现。
  • 图表展示了质量密度、引力势以及初始条件。

螺旋结构 宇宙学幽灵物质.6: 螺旋结构。(第5页)
5) 尝试将这些解析结果转化为数值模拟工具。

下图展示了一个非旋转系统,其初始条件由一种类似爱丁顿的解给出。F. Lhanseat 验证了该解保持稳定。对于一组特定参数(= 1,= 3,= 1,= 1),得到如下解(见图8和图9)。图5显示了质量密度ρ(r)与−ρ*(r)随无量纲径向距离(单位对应于Jeans长度)的变化关系。图9给出了相应的引力势能,单位为任意单位。

图8: 稳态解。质量密度ρ(r)和ρ*(r)。

图9: 引力势能。

两个子系统——二维星系与反星系——的特征热速度被设定为相等(= 1)。两个耦合解的特征长度均取为第一类种群(正质量)的Jeans长度Lj,这对应于选择= 1,= 1。所选的质量密度比为:

关于边界问题,请参见参考文献[1]和[2]。

图10-a: 在第一个二维褶皱中,正质量分布,依据所选解析解(见上文)。

F. Lhanseat 通过数值求解验证了该解对应于可接受的近似稳态初始条件。他使用了两组各10,000个质量点,均匀散布在空间中,以拟合解析数据。第一组描述正质量分布,第二组描述负质量分布。由于程序中正负质量数量基本相等,他引入了:

m* = −m

初始状态对应于图10-a、10-b和10-c。