Существуют ли альтернативные объяснения гравитационной силы, которую мы приписываем темной материи?

Мне всегда казалось нелогичным, что мы наблюдаем измеренную гравитационную силу, и, поскольку у Вселенной недостаточно массы, чтобы объяснить ее, вывод состоял в том, что существует другой вид материи, которая не взаимодействует с обычной материей и не может быть увиденным или измеренным.

Что, если сила была приложена другими соседними или перекрывающимися вселенными или чем-то совершенно другим? Предлагаются ли другие теории? или мы просто назовем все, что окажется источником этой силы, «темной материей», даже если это не имеет ничего общего с материей?

Связанный пост Phys.SE: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 и ссылки в нем.
Обзор в открытом доступе см.: • Famaey, Benoît, and Stacy S. McGaugh. « Модифицированная ньютоновская динамика (МОНД) ». Живые обзоры относительности 15 (2012). doi: 10.12942/lrr-2012-10 .

Ответы (1)

Безусловно, есть люди, которые изучают альтернативные (не общие теории относительности) теории гравитации. До сих пор наиболее популярными теориями были:

  1. Модифицированная ньютоновская динамика (MOND) , которая, по сути, постулирует, что ньютоновская механика нарушается в некотором масштабе, что приводит к кривым вращения, которые мы наблюдаем в галактиках.
  2. Тензорно-векторно-скалярная гравитация (ТэВеС) - это релятивистское обобщение МОНД.
  3. В категорию MOND попадает гравитация f(R) , которая изменяет общерелятивистское выражение, связывающее кривизну пространства-времени с тензором энергии-импульса («источник» гравитации, подобный массе и давлению). Эти теории связывают различные функции скаляра Риччи с этим тензором энергии-импульса.

TeVes кажется наиболее многообещающей альтернативой общей теории относительности (она может объяснить такие вещи, как кривые вращения, предсказать гравитационное линзирование и некоторые другие вещи), но все еще есть много проблем, с которыми она не справляется. Пока что кажется, что модифицированные теории гравитации создают больше проблем, чем решают, хотя я должен признать, что существование таких вещей, как темная материя и темная энергия, — это нетривиальные вопросы, с которыми космологи должны смириться.

Когда дело доходит до таких вещей, как альтернативные вселенные и тому подобное, как причина наших нынешних загадок, я уверен, что эти вещи были предложены. Проблема здесь в том, чтобы придумать эксперимент для их проверки. Темная материя была названа так потому, что мы знаем, что она не испускает и не поглощает никакого излучения. Что касается обнаружения такой частицы, то было проведено и будет проводиться много реальных экспериментов, и это захватывающая область исследований.

Ниже показаны некоторые из этих экспериментов и диапазон параметров поперечного сечения/массы, которые он имеет/будет исследовать:

dmdetectionexperiments

Я рассмотрю обе теории, спасибо. Я воспользуюсь этой возможностью, так как вы работаете над докторской диссертацией. по теме, чтобы задать уточняющий вопрос. Читая эту статью на днях, я узнал об аксионах и холодной темной материи . Не могли бы вы указать мне правильное направление, чтобы узнать, что современная наука предпочитает больше и почему? между холодной темной материей и горячей темной материей.
Конечно. Время от времени я вижу, как в arxiv ( arxiv.org ) попадают статьи на тему аксионов. Короче говоря, чем бы ни была темная материя, она должна быть холодной. Это означает, что он имеет довольно низкую дисперсию скорости. Однако, если бы было тепло/горячо, структур малого масштаба просто не было бы (а это, по-видимому, не так). Думайте об этом как об увеличении кинетической энергии системы частиц, гравитация побеждает, если вещи могут остыть. Что касается аксионов, то они являются одним из многих кандидатов на роль частиц темной материи. Впервые они были постулированы в...
1977 г. для устранения нарушения четности заряда (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Вот по крайней мере один известный мне эксперимент, в котором искали аксионы ( pvlas.ts. infn.it ). Тем не менее, большинство проводимых экспериментов ищут то, что известно как WIMPS (слабо взаимодействующие массивные частицы). Вообще говоря, есть три типа экспериментальных сигнатур, которые ищут люди: 1) Косвенный - темная материя / анти - продукты аннигиляции или распада темной материи, 2) прямые - эксперименты с ядерной отдачей, и
3) Создание их в лаборатории - коллайдерные эксперименты. Это много, чтобы понять, но есть ряд обзорных статей, которые вы можете прочитать (хотя они все еще могут быть техническими для среднего читателя). Вот один, о котором я знаю: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
Существуют ли альтернативные объяснения гравитационной силы, которую мы приписываем темной материи?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v