Czy istnieją jakieś alternatywne wyjaśnienia dotyczące siły grawitacji przypisywanej ciemnej materii?

18

Zawsze wydawało mi się sprzeczne z intuicją, że obserwowaliśmy zmierzoną siłę grawitacji, a ponieważ wszechświat nie ma wystarczającej masy, aby to wytłumaczyć, wniosek był taki, że istnieje inny rodzaj materii, która nie wchodzi w interakcje ze zwykłą materią i nie może być mierzonym.

Co jeśli siła zostanie przyłożona przez inne sąsiednie lub zachodzące na siebie wszechświaty lub przez coś zupełnie innego? Czy są jakieś inne teorie? czy po prostu nazwalibyśmy to, co odkryliśmy, źródłem tej siły „Ciemną materią”, nawet jeśli nie jest to nic podobnego?

Eduardo Serra
źródło
1
Powiązany post Phys.SE: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 i linki w nim zawarte.
Qmechanic,
1
Przegląd otwartego dostępu: • Famaey, Benoît i Stacy S. McGaugh. „ Zmodyfikowana dynamika newtonowska (MOND) ”. Żywe recenzje w teorii względności 15 (2012). doi: 10.12942 / lrr-2012-10 .
Geremia,

Odpowiedzi:

12

Z pewnością są ludzie, którzy badają alternatywne (nie ogólne relatywistyczne) teorie grawitacji. Najpopularniejsze teorie to:

  1. Zmodyfikowana dynamika newtonowska (MOND) - która zasadniczo postuluje, że mechanika newtonowska rozpada się w pewnej skali, prowadząc do krzywych rotacji, które widzimy w galaktykach.
  2. Tensor – wektor – skalarna grawitacja (TeVeS) - jest to relatywistyczne uogólnienie MOND.
  3. Do kategorii MOND należy grawitacja f (R) , która zmienia ogólny wyraz relatywistyczny odnoszący się do krzywizny czasoprzestrzeni do tensora energii naprężenia („źródła” grawitacji - masy i ciśnienia). Teorie te odnoszą różne funkcje skalara Ricci do tego tensora energii naprężenia.

TeVes wydaje się być najbardziej obiecującą alternatywą dla ogólnej teorii względności (może być w stanie wyjaśnić takie rzeczy, jak krzywe obrotu, przewiduje soczewkowanie grawitacyjne i kilka innych rzeczy), ale wciąż istnieje wiele problemów, z którymi nie radzi sobie dobrze. Jak dotąd wydaje się, że zmodyfikowane teorie grawitacji stwarzają więcej problemów niż naprawiają - chociaż muszę przyznać, istnienie rzeczy takich jak ciemna materia i ciemna energia to nietrywialne problemy, z którymi kosmologowie muszą się pogodzić.

Jeśli chodzi o rzeczy takie jak alternatywne wszechświaty i tym podobne jako przyczynę naszych obecnych tajemnic, jestem pewien, że te rzeczy zostały zaproponowane. Problem polega na tym, aby wymyślić eksperyment, aby je przetestować. Ciemna materia została nazwana jako taka, ponieważ wiemy, że nie emituje ani nie pochłania promieniowania. Jeśli chodzi o wykrycie takiej cząstki, przeprowadzono wiele rzeczywistych eksperymentów, które będą ekscytujące.

Poniżej pokazano kilka z tych eksperymentów i zakres przestrzeni parametrów przekroju / masy, którą ma / będzie sondował:

Eksperymenty z dmdetection

astromax
źródło
Przyjrzę się obu teoriom, dzięki. Wykorzystam tę okazję, ponieważ pracujesz nad doktoratem. na ten temat, aby zadać dalsze pytanie. Czytając ten artykuł, któregoś dnia dowiedziałem się o Axions i Cold Dark Matter , czy mógłbyś wskazać mi właściwy kierunek, aby dowiedzieć się, co obecnie preferuje nauka i dlaczego? między zimną ciemną materią a gorącą ciemną materią.
Eduardo Serra,
1
Pewnie. Widzę papiery torują sobie drogę do arXiv ( arxiv.org ) tak często na temat aksjonów. Krótko mówiąc, czymkolwiek jest ciemna materia, musi być zimna. Oznacza to, że ma raczej niską dyspersję prędkości. Jednak gdyby było ciepło / gorąco, struktury na małą skalę po prostu nie istniałyby (i wydaje się, że tak nie jest). Pomyśl o tym jako o zwiększeniu energii kinetycznej układu cząstek, grawitacja wygrywa, jeśli rzeczy mogą się ochłodzić. Jeśli chodzi o osie, są one jednym z wielu kandydatów na to, czym może być cząstka ciemnej materii. Po raz pierwszy postulowano je w ...
astromax
1
1977, aby rozwiązać problem naruszenia zasad równości opłat (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P )( http://... Oto co najmniej jeden eksperyment, o którym wiem, który szukał osi ( pvlas.ts. infn.it ) Chociaż większość przeprowadzanych eksperymentów poszukuje tak zwanych WIMPS (słabo oddziałujących masywnych cząstek) Ogólnie mówiąc, istnieją trzy rodzaje sygnatur eksperymentalnych, których ludzie szukają: 1) Pośrednia - ciemna materia / anty -Dark anihilacji materii, czy produkty rozpadu, 2) bezpośrednie - eksperymenty odrzutu jądrowe i
astromax
1
3) Tworzenie ich w laboratorium - eksperymenty zderzeniowe. To dużo do zrobienia, ale istnieje wiele artykułów przeglądowych, które możesz przeczytać (choć mogą one być nieco techniczne dla przeciętnego czytelnika). Oto ten, który znam: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
astromax