Gibt es alternative Erklärungen für die Gravitationskraft, die wir der dunklen Materie zuschreiben?


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Es erschien mir immer kontraintuitiv, eine gemessene Gravitationskraft zu beobachten, und da das Universum nicht über genügend Masse verfügt, um dies zu erklären, war die Schlussfolgerung, dass es eine andere Art von Materie gibt, die weder mit gewöhnlicher Materie interagiert noch kann gesehen oder gemessen werden.

Was wäre, wenn die Kraft von anderen benachbarten oder überlappenden Universen oder von etwas völlig anderem ausgeübt würde? Gibt es noch andere Theorien? oder würden wir einfach das, was wir als Quelle dieser Kraft herausfinden, "Dunkle Materie" nennen, auch wenn es sich um nichts Ähnliches handelt?


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In Verbindung stehender Phys.SE-Beitrag: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 und Links darin.
Qmechanic

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Eine Übersicht über Open Access finden Sie unter: • Famaey, Benoît und Stacy S. McGaugh. " Modified Newtonian Dynamics (MOND) ." Living Reviews in Relativity 15 (2012). doi: 10.12942 / lrr-2012-10 .
Geremia

Antworten:


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Es gibt sicherlich Menschen, die alternative (nicht-allgemeine relativistische) Theorien der Schwerkraft studieren. Die beliebtesten Theorien waren bisher:

  1. Modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND) - die im Wesentlichen postuliert, dass die Newtonsche Mechanik auf einer bestimmten Skala zusammenbricht, was zu den Rotationskurven führt, die wir in Galaxien sehen.
  2. Tensor-Vektor-Skalar-Gravitation (TeVeS) - Dies ist eine relativistische Verallgemeinerung von MOND.
  3. In die MOND-Kategorie fällt die f (R) -Gravitation , die den allgemeinen relativistischen Ausdruck ändert, der die Krümmung der Raumzeit mit dem Spannungs-Energie-Tensor (der "Quelle" der Schwerkraft - wie Masse und Druck) in Beziehung setzt. Diese Theorien beziehen unterschiedliche Funktionen des Ricci-Skalars auf diesen Spannungstensor.

TeVes scheint die vielversprechendste Alternative zur Allgemeinen Relativitätstheorie zu sein (sie kann möglicherweise Dinge wie Rotationskurven erklären, Gravitationslinsen vorhersagen und einige andere Dinge), aber es gibt immer noch viele Probleme, mit denen sie nicht gut umgehen können. Bisher scheint es so, als würden modifizierte Gravitationstheorien mehr Probleme schaffen als lösen - obwohl ich zugeben muss, dass die Existenz von Dingen wie Dunkler Materie und Dunkler Energie keine trivialen Probleme sind, mit denen sich Kosmologen auseinandersetzen müssen.

Wenn es um Dinge wie alternative Universen und ähnliches als Ursache unserer gegenwärtigen Mysterien geht, bin ich sicher, dass diese Dinge vorgeschlagen wurden. Das Problem dabei ist, ein Experiment zu entwickeln, um sie zu testen. Dunkle Materie wurde so genannt, weil wir wissen, dass sie keine Strahlung aussendet oder absorbiert. Was die Detektion eines solchen Partikels betrifft, wurden und werden viele echte Experimente durchgeführt, und dies ist ein aufregendes Forschungsgebiet.

Nachfolgend sind einige dieser Experimente und der Bereich des Querschnitts / Masse-Parameterraums aufgeführt, den es untersucht / untersuchen wird:

dmdetectionexperiments


Ich werde beide Theorien untersuchen, danke. Ich werde diese Gelegenheit nutzen, da Sie an einer Promotion arbeiten. über das Thema, um eine Anschlussfrage zu stellen. Wenn Sie diesen Artikel neulich gelesen haben, als ich etwas über Axionen und Kalte Dunkle Materie erfuhr , können Sie mich in die richtige Richtung lenken, um zu erfahren, was die aktuelle Wissenschaft mehr bevorzugt und warum? zwischen kalter dunkler Materie und heißer dunkler Materie.
Eduardo Serra

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Sicher. Ich sehe immer wieder Zeitungen zum Thema Axionen auf dem Weg zum arxiv ( arxiv.org ). Kurz gesagt, was auch immer dunkle Materie sein mag, es muss kalt sein. Dies bedeutet, dass es eine ziemlich geringe Geschwindigkeitsdispersion hat. Wenn es jedoch warm / heiß wäre, wären Strukturen im kleinen Maßstab einfach nicht vorhanden (und dies scheint nicht der Fall zu sein). Stellen Sie sich vor, die kinetischen Energien eines Partikelsystems werden erhöht, und die Schwerkraft gewinnt, wenn sich die Dinge abkühlen können. Was Axionen betrifft, sind sie einer von vielen Kandidaten für das, was das Teilchen der dunklen Materie sein könnte. Sie wurden erstmals postuliert in ...
Astromax

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1977, um die Verletzung der Charge-Parity (CP) zu beheben ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Hier ist mindestens ein mir bekanntes Experiment, bei dem nach Axionen gesucht wurde ( pvlas.ts). Bei den meisten durchgeführten Experimenten wird jedoch nach sogenannten WIMPS (schwach wechselwirkenden massiven Partikeln) gesucht. Generell gibt es drei Arten von experimentellen Signaturen, nach denen gesucht wird: 1) Indirekt - Dunkle Materie / Anti -Dunkle Materie Vernichtung oder Zerfallsprodukte, 2) Direkt - nukleare Rückstoßversuche, und
Astromax

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3) Erstellen Sie sie in den Lab - Collider - Experimenten. Dies ist eine Menge zu beachten, aber es gibt eine Reihe von Übersichtsartikeln, die Sie lesen können (obwohl sie für den Durchschnittsleser immer noch etwas technisch sein können). Hier ist eine, die ich kenne: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
astromax
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