Энергия гравитационной связи как альтернатива темной материи?

Размышляя над вопросом: эффект Казимира и отрицательная масса и, в частности, ответ Джона Ренни «поскольку масса любой связанной системы немного меньше массы ее частей», я подумал: «Это утверждение справедливо даже для гравитационно-связанной системы». ?"

Если мы имеем m1 и m2 настолько близко, что их гравитационное взаимодействие нельзя пренебречь, то система, состоящая из m1 и m2, имеет общий вес меньше, чем m1 + m2 ?

Если это так, то если мы рассмотрим 2 галактики, поскольку каждая галактика состоит из масс (M) и гравитационной энергии связи между этими массами (E), возможно, что гравитационное притяжение между этими 2 галактиками пропорционально (M1 + E1/c ^2) * (М2 + Е2/с^2) ? (с E1 и E2 < 0)

Погуглив «Энергия гравитационной связи как альтернатива темной материи», я нашел это, что должно иметь отношение к обсуждению: объяснение темной материи и темной энергии, согласующееся со стандартной моделью физики элементарных частиц и общей теорией относительности.

Думайте о галактике как о трехмерной черной дыре и двумерном диске. Взаимодействие переходит от изотропного к анизотропному по мере продвижения вглубь диска. Уменьшение размерности энергии связи приводит к более сильному взаимодействию.
Это похоже на гравитомагнетизм , о котором люди продолжают спрашивать: все эти эффекты слишком малы (как правило, порядка ( в / с ) 2 ∼ 10 − 6 ) работать.

Ответы (2)

Это не объяснение, потому что эффект на много порядков слишком мал и направлен в неправильном направлении. Темная материя увеличивает гравитационное влияние галактик.

Приблизительно можно предположить, что энергия связи (отрицательная) не больше, чем потенциальная энергия гравитации. Разделив это на с 2 затем дает поправку на гравитационную массу. Таким образом, размер эффекта примерно

Δ М М ∼ − г М р с 2
Для такой галактики, как Млечный Путь, масса, включая темную материю, примерно 10 12 М ⊙ в радиусе 100 кпк. Фракция выше − 5 × 10 − 7 .

Спасибо. А цитируемая статья? В частности, «расчеты показали, что самовоздействие поля увеличивает связывание материи внутри массивных систем, что может объяснить динамику галактик и скоплений без привлечения темной материи».
Это как-то связано с положительной энергией гравитонов?

Это утверждение о «любой связанной» системе является неточным. Масса некоторых связанных систем может быть больше суммы масс ее частей из-за сил отталкивания между частями. Например, масса ядра урана 235 больше суммы масс продуктов его распада из-за достаточно сильных ЭМ сил отталкивания между протонами.

Конечно, для гравитации мы не ожидаем участия таких сил отталкивания. Известно, что гравитация всегда притягивает, поэтому полная энергия чисто гравитационно связанной системы меньше энергии частей в разобранном состоянии.

Если мы имеем m1 и m2 настолько близко, что их гравитационное взаимодействие нельзя пренебречь, то система, состоящая из m1 и m2, имеет общий вес меньше, чем m1 + m2 ?

Это возможно, хотя у нас нет таких прямых экспериментальных доказательств этого, как для ядерных и электромагнитных сил, а свойства гравитации сильно отличаются от других взаимодействий.

Но экстраполяция имеет некоторый смысл; Для того чтобы система уменьшила свою гравитационную потенциальную энергию, она должна как-то избавиться от нее. Например, с помощью ЭМ-излучения. Это должно уменьшить его общую массу.

Если предположить, что это правда, это все равно не поможет нам объяснить кривые вращения галактик лучше, чем темную материю, потому что, предполагая только ньютоновскую гравитацию, наблюдения предполагают наличие большей гравитационной массы, чем сумма наблюдаемых видимых масс, а не меньше.

Но гипотетически, если бы между звездами/частями галактик существовали какие-то слабые дальнодействующие силы отталкивания, аналогичные силам отталкивания между протонами в ядре урана, связанное состояние (галактика) имело бы большую энергию, чем ожидалось, только с силами гравитации.

Возможно, этого увеличения энергии и подразумеваемого увеличения гравитационной массы и ее гравитации было бы достаточно, чтобы объяснить кривые вращения, но я не проводил никаких расчетов по этому поводу.

@safesphere да, я согласен, я неявно предположил, что мы говорим о связанных системах, которые потеряли энергию связи из-за излучения или иным образом.
В противном случае система не была бы «связана» ньютоновской механикой. С черными дырами может случиться так, как вы говорите, энергия связи не выйдет наружу.
Хм. Ваше заявление «конечно, для гравитации мы не ожидаем участия таких отталкивающих сил» сразу же заставило меня задуматься: «Эй, а как насчет темной энергии ? Это кажущаяся отталкивающая сила!» Просто играю в адвоката дьявола. Я почти думаю, что вы, должно быть, заманиваете кого-то возразить.
Энергия гравитационной связи как альтернатива темной материи?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v