孤立系统冷引力坍缩中的球对称破缺

我们利用 $N$ 体模拟研究了冷均匀球系统引力坍缩过程中的形状演化。核心关注点在于偏离球对称性如何依赖于粒子数 $N$。通过重访球坍缩模型，我们假设偏离球对称性受有限 $N$ 密度涨落的调控。基于此假设，推导出弛豫结构扁平度的估计值为 $N^{-1/3}$。在数值部分，我们发现维里化态可由核 - 晕结构表征，且核的扁平度与预测值吻合良好。此外，大 $N$ 系统的结果表明，弛豫至最终形状的时间随 $N$ 发散。我们还发现，核的内在形状具有显著的多样性，在每次实现中从近球形、长球形、扁球形到完全三轴形不等。当 $N$ 增加时，这种变化受到抑制，因为最终形状与初始对称性差异不大。此外，我们观测到维里化态的稳定旋转。进一步研究表明，这种旋转的起源在某种程度上与初始密度涨落有关。