Есть ли альтернатива темной материи?

Я читал о темной материи. Я понял, что о ее существовании свидетельствует несоответствие между гравитацией, создаваемой галактикой (общая масса), и движением составляющих ее звезд.

Другими словами, внешние звезды не вели бы себя так, как они ведут себя, если бы общая масса системы была ненамного больше, чем можно увидеть.

Я задавался вопросом, есть ли другие возможные объяснения этого явления, кроме темной материи.

На что вы уже смотрели, чтобы попытаться найти ответ?
О какой школе речь? Высшая школа физики/астрономии? Если нет, вы можете выбрать другую тему. Это очень сложно, и упрощение до абсурда несовместимо с «хорошей работой» для этого.
physics.stackexchange.com/questions/tagged/… — неплохое место для начала
Уф... на мгновение я подумал, что школьная физика... Вы посещали уроки GR? Вам удобно обсуждать различия между ОТО и тензорно-векторно-скалярной гравитацией?
Ладно... найди себе другую тему. Это не для старшей школы.
@rnrneverdies Вы можете посмотреть «Искаженные миры» на моей странице wetsavannaanimals.net/wordpress/small-things-amuse-great-minds . Вы почувствуете, что такое Общая теория относительности.
Возможные дубликаты: physics.stackexchange.com/q/95/2451 , physics.stackexchange.com/q/6561/2451 и ссылки в них.

Ответы (2)

Доказательства существования темной материи чрезвычайно убедительны при условии, что принимается теория относительности Эйнштейна. Чтобы выбраться из темной материи, нужно отказаться от этого предположения (или от того, что мы СЕРЬЕЗНО испортили некоторые наблюдения). Некоторые люди изучают альтернативные теории гравитации. Две альтернативные теории (или классы теорий? ключевые слова?), о которых я чаще всего слышу, — это f(R)-гравитация и MOND: модифицированная ньютоновская динамика .

Не нужно ОТО, чтобы заставить предположить, что темная материя существует. Проблема кривой вращения галактики является ньютоновской.
@CuriousOne Верно, но ОТО сводится к Ньютону и, конечно, успешно объясняет другие эмпирически наблюдаемые явления (линзирование, апсидальная прецессия, ...), которые Ньютон не может, поэтому Кайл говорит, что кривая вращения галактики — это первый эмпирический эффект, который фальсифицировать ОТО, если бы темная материя была отвергнута.
МОНД даже близко не подходит к физической теории, и есть несколько расширений ОТО, которые могут быть совместимы с наблюдениями темной материи. В самом деле, если я правильно интерпретирую кое-что из прочитанного, темная материя может естественным образом соответствовать следующему нетривиальному расширению ОТО: теории Эйнштейна-Картана. Сказав это, большинство прямых свидетельств существования темной материи — это ньютоновская проблема, и я бы не стал разбивать звезду смерти из-за проблемы, которую можно забить дубиной.
@CuriousOne У вас есть ссылка на теорию ЕС и ее связь с темной материей: это звучит очень интересно
См., например, arxiv.org/abs/1405.3435 . Если мы хотим объяснить темную материю расширением ОТО, а не моделью частиц, то ЕС кажется более естественным, чем другие специальные расширения. При этом природа не заботится о том, что нам «кажется естественным», так что ЕС тоже может ошибаться.
Другим убедительным доказательством, о котором я думаю (в дополнение к кривым вращения), является изобилие материи, необходимое для выравнивания Вселенной, по сравнению с расчетами содержания барионов (например, доля барионов в скоплениях галактик, расчеты бариогенеза). Учитывая, что кривизна - это вещь GR, я бы назвал это довольно зависимым от GR.
Так где же это "бип"? Мы не можем найти частицу. Учитывая однородное распределение в нашей галактике, можем ли мы увидеть влияние темной материи на нашу Солнечную систему? (Внимательно изучив динамику комет или что-то в этом роде.)
@GeorgeHerold, кроме романтического представления о том, что мы хотели бы иметь возможность подтвердить его существование, нет ничего, что заставляло бы частицу DM соединяться с остальной Вселенной чем-либо, кроме гравитации. Конечно, всегда есть шанс, что мы просто что-то упустили в наблюдениях или что ОТО неверна, но мы думаем , что первое под контролем, и есть несколько убедительных тестов ОТО... Солнечная система бесполезно, если только мы не станем экспоненциально лучше учитывать возмущения от всех тел в СС.
В любом сценарии с частицами темной материи общая масса DM внутри орбиты Плутона составляет около 1/100 000 массы Луны (или астероида плотности лунной породы с радиусом около 100 миль), но распределена более или менее равномерно по всей Солнечная система. Поскольку вы чувствуете только суммарное гравитационное притяжение со всех направлений, только локальные неоднородности темной материи могут наблюдать кто-то внутри распределения DM. Таким образом, влияние DM на окрестности Солнечной системы намного, намного меньше, чем гравитационное воздействие одного астероида в Солнечной системе — слишком слабое, чтобы его можно было обнаружить экспериментально.
@WetSavannaAnimal Как вы думаете, почему ньютоновская физика не может объяснить гравитационное линзирование? Ньютон ввел гравитационное искривление света в Opticks, и отсюда до линзирования тривиально. Тем более, что он также вычислил числа для аналогичного случая атмосферного линзирования из-за переменной плотности атмосферы Земли.

Хотя теория MOND Милгрома и ее релятивистское обобщение Джейкоба Бекенштейна под названием TeVeS предлагают один подход к модификации гравитации, который является самым ранним и самым известным, он не единственный. Только за последние шесть лет серьезно рассматривались различные предложения:

У Джона В. Моффата есть несколько других, похожих по концепции, таких как MOG. Существуют теории f (R) и f (R, T) , в которых есть дополнительные члены, являющиеся функциями тензора Риччи и скаляра кручения соответственно. Формулировки нелокальной гравитации были предложены для рассмотрения явлений темной материи. Кроме того, есть такие концепции, как у Александра Дёра , который переосмысливает то, как самовзаимодействие гравитона должно быть обработано в квантовой гравитации (исследованной ранее еще в 1981 году ), и у Ли Смолина , который рассматривает эффекты квантовой гравитации, которые могут казаться темной материей в квантовой гравитации. подходы петлевой квантовой гравитации. Эрик ВерлиндеКонцепция эмерджентной гравитации не претендовала на изменение гравитации, но некоторые ее версии предлагают альтернативу темной материи. Некоторые текущие решения гравитационной константы связи (также здесь ) также могут заменить темную материю, возможно, в связи с асимптотически безопасным гравитационным сценарием . Гравитация Хорндески была изобретена как альтернативная реализация темной энергии, но также может быть альтернативой темной материи, а также может быть обобщением теории Бранса-Дикке . Массивный скалярный гравитон и тензорная массивная гравитация (также здесь ) также рассматривались как альтернативы. Lubos Motl разработала вариант под названиемголографическая модифицированная динамика .

Волновая темная материя , строго говоря, является теорией частиц темной материи, но имеет некоторые характеристики, обычно встречающиеся в теориях модификации гравитации.

+1 за наибольшее количество ссылок, которые я видел в ответе Stackexchange.
Есть ли альтернатива темной материи?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v