银河系中的柯尔莫哥洛夫复杂度及其在温暗物质下的降低
宇宙学与河外天体物理
2015-07-03 v2 星系天体物理
摘要
我们讨论了坍缩形成类似银河系星系的原始斑块的柯尔莫哥洛夫复杂度；该复杂度量化了形成结构所需的初始数据量。我们还推测了该量随时间的变化。由于暗物质和重子物质的坍缩过程，它可能随时间减少，即信息汇占主导地位。但新的随机信息来源确实存在；例如，带有吸积盘和喷流的中心黑洞原则上可以将小尺度量子涨落广播到星系的相当大一部分区域。一个推测性的应用示例是如何利用这一概念区分温暗物质 (WDM) 和冷暗物质 (CDM)。在 WDM 情形下，形成银河系的初始斑块特征极少，使得当前高度的结构成为一种奇观。如果 WDM 粒子质量为 1 keV，该原始斑块仅包含数十亿个独立的携带信息“像素”。这一“像素”数量甚至远少于银河系中的恒星数量。如果证实暗物质是温性的，那么银河系中高度的结构可能通过两种方式产生：(1) 对初始条件的高度敏感性，类似于由相对简单的计算机代码产生的复杂分形；或 (2) 星系形成后产生的随机信息，即并非完全由初始条件确定性产生。
引用
@article{arxiv.1409.0057,
title = {Kolmogorov complexity in the Milky Way and its reduction with warm dark matter},
author = {Mark C. Neyrinck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.0057},
year = {2015}
}
备注
Now matches version accepted to MNRAS Letters. 6 pages, 1 figure. Comments welcome