A massive star undergoes a continual gravitational collapse when the pressures inside the collapsing star become insufficient to balance the pull of gravity. The Physics of gravitational collapse of stars is well studied. Using general relativistic techniques, one can show that the final fate of such a catastrophic collapse can be a black hole or a naked singularity, depending on the initial conditions of gravitational collapse. While stars are made of baryonic matter whose collapse is well studied, there is good indirect evidence that another type of matter, known as dark matter, plays an important role in the formation of large-scale structures in the universe, such as galaxies. It is estimated that some 85% of the total matter in the universe is dark matter. Since the particle constituent of dark matter is not known yet, the gravitational collapse of dark matter is less explored. Here, we consider first some basic properties of baryonic matter and dark matter collapse. Then, we discuss the final fate of gravitational collapse for different types of matter fields and the nature of the singularity which can be formed as an endstate of gravitational collapse. We then present a general relativistic technique to form equilibrium configurations, and argue that this can be thought of as a general relativistic analog of the standard virialization process. We suggest a modification, where the top-hat collapse model of primordial dark-matter halo formation is modified using the general relativistic technique of equilibrium. We also explain why this type of collapse process is more likely to happen in the dark-matter fields.

中文翻译：

---

重子和暗物质的引力坍塌

当坍缩的恒星内部的压力不足以平衡引力时，大质量恒星会经历连续的重力塌陷。对恒星引力坍塌的物理学已有很好的研究。使用一般的相对论技术，可以证明这种灾难性崩溃的最终命运可能是黑洞或裸奇点，这取决于重力崩溃的初始条件。尽管恒星是由重压物质构成的，其坍缩已经得到了很好的研究，但有充分的间接证据表明，另一种物质，即暗物质，在宇宙中大型结构的形成中起着重要作用，例如星系。据估计，宇宙总物质中约有85％是暗物质。由于尚不知道暗物质的颗粒成分，暗物质的引力坍塌很少被探索。在这里，我们首先考虑重质物质和暗物质塌陷的一些基本性质。然后，我们讨论了不同类型的物质场的引力塌陷的最终命运以及奇点的性质，这种奇点的性质可以作为引力塌陷的最终状态而形成。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。我们首先考虑重质物质和暗物质塌陷的一些基本性质。然后，我们讨论了不同类型的物质场的引力塌陷的最终命运以及奇点的性质，这种奇点的性质可以作为引力塌陷的最终状态而形成。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。我们首先考虑重质物质和暗物质塌陷的一些基本性质。然后，我们讨论了不同类型的物质场的引力塌陷的最终命运以及奇点的性质，这种奇点的性质可以作为引力塌陷的终态形成。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。我们讨论了不同类型的物质场的引力坍塌的最终命运以及奇点的性质，这种奇点的性质可以作为引力塌陷的终态形成。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。我们讨论了不同类型的物质场的引力坍塌的最终命运以及奇点的性质，这种奇点的性质可以作为引力塌陷的终态形成。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。然后，我们提出一种一般的相对论技术来形成平衡构型，并认为这可以被认为是标准玻璃化过程的一种一般的相对论类似物。我们建议进行修改，其中使用通用的相对论平衡技术来修改原始暗物质晕圈形成的高顶塌陷模型。我们还解释了为什么这种崩溃过程更可能在暗物质领域发生。