Чи існують альтернативні пояснення гравітаційної сили, яку ми приписуємо темній речовині?


18

Мені завжди здавалося протиінтуїтивно зрозумілим, що ми спостерігали виміряну гравітаційну силу, і оскільки у Всесвіті недостатньо маси для її обліку, висновок повинен був сказати, що існує інший вид матерії, який не взаємодіє зі звичайною речовиною і не може бачити o виміряним.

Що робити, якщо силу застосували інші сусідні або перекриті всесвіти або щось зовсім інше? Чи пропонуються інші теорії? чи ми просто назвемо те, що ми виявимо джерелом цієї сили, "Темну матерію", навіть якщо це не має нічого подібного?


1
Пов’язана публікація Phys.SE: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 та посилання на неї.
Qmechanic

1
Для огляду відкритого доступу дивіться: • Famaey, Benoît та Stacy S. McGaugh. “ Модифікована ньютонівська динаміка (MOND) .” Живі огляди у відносності 15 (2012). doi: 10.12942 / lrr-2012-10 .
Геремія

Відповіді:


12

Звичайно, є люди, які вивчають альтернативні (не загальні релятивістські) теорії гравітації. Найпопулярнішими теоріями до цих пір були:

  1. Модифікована ньютонівська динаміка (MOND) - що по суті постулює, що ньютонівська механіка руйнується в деякому масштабі, ведучи до кривих обертання, які ми бачимо в галактиках.
  2. Тензор-вектор-скалярна гравітація (TeVeS) - це релятивістське узагальнення MOND.
  3. До категорії MOND потрапляє гравітація f (R) , яка змінює загальний релятивістський вираз, пов'язаний із кривизною простору-часу та тензором напруги-енергії ("джерело" сили тяжіння - як маса та тиск). Ці теорії пов'язують різні функції скаляра Річчі з цим тензором енергії напруги.

TeVes, здається, є найбільш перспективною альтернативою загальній відносності (можливо, вона зможе пояснити такі речі, як криві обертання, прогнозує гравітаційне лінзування та деякі інші речі), але є ще багато проблем, з якими це не справляється. Поки здається, що модифіковані теорії гравітації створюють більше проблем, ніж вони фіксують, - хоча, маю визнати, існування таких речей, як темна матерія та темна енергія, є нетривіальними питаннями, з якими повинні зійти космологи.

Що стосується таких речей, як альтернативні всесвіти тощо, як причина наших нинішніх таємниць, я впевнений, що ці речі були запропоновані. Проблема тут полягає у розробці експерименту для їх тестування. Темна матерія була названа такою, оскільки ми знаємо, що вона не випромінює і не поглинає жодного випромінювання. Що стосується виявлення такої частинки, було проведено і буде проведено багато реальних експериментів, і це захоплююче поле досліджень.

Нижче показано декілька цих експериментів та діапазон простору перерізу / маси параметрів, який він має / буде досліджувати:

dmdetectioексперименти


Я вивчу обидві теорії, дякую. Я скористаюся цією можливістю, оскільки ви працюєте на доктора наук. про тему, щоб задати подальше запитання. Читаючи цю статтю днями, коли я дізнався про Axions та Cold Dark Matter , ви могли б вказати мені в правильному напрямку, щоб дізнатися, яка сучасна наука більше сприяє і чому? між холодною темною речовиною і гарячою темною речовиною, яка є.
Едуардо Серра

1
Звичайно. Я бачу документи, які так часто пробиваються до arxiv ( arxiv.org ) на предмет аксіонів. Коротше кажучи, якою б не була темна матерія, вона повинна бути холодною. Це означає, що він має досить низьку дисперсію швидкості. Однак, якби було тепло / жарко, структур у малому масштабі просто не було б (а це, мабуть, не так). Подумайте про це як збільшення кінетичної енергії системи частинок, гравітація виграє, якщо речі можуть охолонути. Що стосується аксіонів, вони є одним із багатьох кандидатів у тому, якою може бути частинка темної речовини. Вперше вони були постульовані у ...
astromax

1
1977 р. Для вирішення порушення Charge-Parity (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Ось принаймні один експеримент, який я знаю, що шукав аксіони ( pvlas.ts). infn.it ) Хоча більшість експериментів, що проводяться, шукають те, що відомо як WIMPS (слабо взаємодіючі масивні частинки). Взагалі кажучи, існує три типи експериментальних підписів, які люди шукають: 1) Непряма - темна речовина / анти -продукти знищення або розпаду темних речовин, 2) Прямі - експерименти з ядерною віддачею і
astromax

1
3) Створення їх у лабораторних експериментах - колайдер. Це багато для чого взяти, але є ряд оглядових статей, які ви можете прочитати (хоча вони все ще можуть бути дещо технічними для пересічного читача). Ось один, про який я знаю: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
astromax
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.