Модель ГРСИ

Нерешенная задача по физике :

Что такое темная материя? Что такое темная энергия?

Модель GRSI ^{[ 1 ]} Это попытка объяснить астрофизические и космологические наблюдения без использования темной материи , темной энергии или изменения законов гравитации в том виде, в котором они установлены в настоящее время. Эта модель является альтернативой Lambda-CDM , стандартной модели космологии.

История и описание

Модель была предложена в серии статей, первая из которых датирована 2003 годом. ^{[ 2 ]} Суть в том, что, поскольку в рамках общей теории относительности гравитационные поля связаны друг с другом, это может эффективно увеличить гравитационное взаимодействие между массивными объектами. Дополнительная гравитационная сила позволит избежать необходимости в темной материи. Эта связь полей является причиной нелинейного поведения Общей теории относительности. На языке частиц это можно понимать как гравитоны , взаимодействующие друг с другом (несмотря на то, что они безмассовые ), поскольку они несут энергию-импульс .

Естественным следствием этой модели является объяснение ускоряющегося расширения Вселенной без использования темной энергии . ^{[ 3 ]} Увеличение энергии связи внутри галактики требует, в силу сохранения энергии , ослабления гравитационного притяжения за пределами этой галактики. Это имитирует отталкивание темной энергии.

Модель GRSI основана на Сильной ядерной силе , где происходит аналогичное явление. Взаимодействие между глюонами, испускаемыми статическими или почти статическими кварками, резко усиливает кварк-кварковое взаимодействие, что в конечном итоге приводит к удержанию кварков, с одной стороны (аналогично необходимости более сильной гравитации для объяснения темной материи) и подавлению сильного ядерного взаимодействия снаружи. адроны (аналог отталкивания темной энергии, которая уравновешивает гравитационное притяжение в больших масштабах). Два других параллельных явления — это соотношение Талли-Фишера в динамике галактик, аналогичное закону Редже. траектории, исходящие из сильной силы. В обоих случаях феноменологические формулы, описывающие эти наблюдения, схожи, хотя и с разными числовыми коэффициентами.

Эти параллели ожидаемы с теоретической точки зрения: общая теория относительности и лагранжианы сильного взаимодействия имеют одинаковую форму. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Тогда обоснованность модели GRSI просто зависит от того, достаточно ли велика связь гравитационных полей, чтобы те же эффекты, которые происходят в адронах, также происходят и в очень массивных системах. Эта связь эффективно определяется выражением ${\sqrt {GM/L}}$ , где $G$ гравитационная постоянная , $M$ - масса системы, а $L$ – характерная длина системы. Утверждение сторонников GRSI, основанное либо на решеточных расчетах, либо на решеточных расчетах , ^{[ 5 ]} модель фонового поля. ^{[ 6 ]} или случайные феноменологии в галактической или адронной динамике, упомянутые в предыдущем абзаце, заключаются в том, что ${\sqrt {GM/L}}$ действительно достаточно велика для таких больших систем, как галактики.

Список тем, изучаемых в Модели

В рамках этой модели можно объяснить основные наблюдения, которые, по-видимому, требуют наличия темной материи и/или темной энергии. А именно,

Плоские кривые вращения галактик . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Однако эти результаты были оспорены. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}
космического микроволнового фона Анизотропия . ^{[ 10 ]}
Более слабая светимость далеких сверхновых и их влияние на ускоряющееся расширение Вселенной . ^{[ 3 ]}
Образование крупных структур Вселенной . ^{[ 11 ]}
Спектр мощности материи . ^{[ 10 ]}
Внутренняя динамика скоплений галактик , в том числе скопления Пуля . ^{[ 5 ]}

Кроме того, модель объясняет наблюдения, которые в настоящее время сложно понять в Lambda-CDM :

Отношение Талли -Фишера . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}
Соотношение радиального ускорения . ^{[ 12 ]}
Хаббла Напряжение . ^{[ 13 ]}
Космическое совпадение заключается в том, что в настоящее время предполагаемое отталкивание темной энергии почти полностью отменяет действие гравитации в общей динамике Вселенной . ^{[ 7 ]}

Наконец, модель предсказала, что количество недостающей массы (то есть, темная масса в темной материи приближается) в эллиптических галактиках коррелирует с эллиптичностью галактик. ^{[ 5 ]} Это было проверено и проверено. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

Сноски

^ Ок, Евгений (2023). «Обзор последних достижений в области темной материи с точки зрения принципа бритвы Оккама» . Новые обзоры астрономии . 96 : 101673. Бибкод : 2023NewAR..9601673O . дои : 10.1016/j.newar.2023.101673 . ISSN 1387-6473 . S2CID 256262366 .
^ Дёр, Александр (2003). «Неабелевы эффекты в гравитации». arXiv : astro-ph/0309474 .
^ Jump up to: ^а ^б Дёр, Александр (2019). «Объяснение темной материи и темной энергии, соответствующее Стандартной модели физики элементарных частиц и Общей теории относительности». Евро. Физ. Джей Си . 79 (10): 883. arXiv : 1709.02481 . Бибкод : 2019EPJC...79..883D . дои : 10.1140/epjc/s10052-019-7393-0 . S2CID 119218121 .
^ Зи, А. (2010). Квантовая теория поля в двух словах . Издательство Принстонского университета. п. 576.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Дёр, Александр (2009). «Последствия взаимодействия гравитонов-гравитонов для темной материи». Физ. Летт. Б. 676 (1–3): 21–24. arXiv : 0901.4005 . Бибкод : 2009PhLB..676...21D . дои : 10.1016/j.physletb.2009.04.060 . S2CID 118596512 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Дёр, Александр (2021). «Релятивистские поправки к кривым вращения дисковых галактик». Евро. Физ. Джей Си . 81 (3): 213. arXiv : 2004.05905 . Бибкод : 2021EPJC...81..213D . doi : 10.1140/epjc/s10052-021-08965-5 . S2CID 215745418 .
^ Jump up to: ^а ^б Деур, А. (2017). «Самовзаимодействующие скалярные поля при высоких температурах». Евро. Физ. Джей Си . 77 (6): 412. arXiv : 1611.05515 . Бибкод : 2017EPJC...77..412D . doi : 10.1140/epjc/s10052-017-4971-x . S2CID 254106132 .
^ Баркер, WEV; Хобсон, член парламента; Ласенби, АН (2023). «Поддерживает ли гравитационное удержание плоские кривые вращения галактики без темной материи?». arXiv : 2303.11094 [ gr-qc ].
^ Деур, А. (2023). «Комментарий к статье «Поддерживает ли гравитационное удержание плоские кривые вращения галактики без темной материи?» ». arXiv : 2306.00992 [ gr-qc ].
^ Jump up to: ^а ^б Деур, А. (2022). «Влияние поля самодействия общей теории относительности на анизотропию космического микроволнового фона». Сорт. Квант. Грав . 39 (13): 135003. arXiv : 2203.02350 . Бибкод : 2022CQGra..39m5003D . дои : 10.1088/1361-6382/ac7029 . S2CID 247244759 .
^ Деур, А. (2021). «Влияние самодействия гравитационного поля на образование крупных структур». Физ. Летт. Б. 820 : 136510. arXiv : 2108.04649 . Бибкод : 2021PhLB..82036510D . doi : 10.1016/j.physletb.2021.136510 . S2CID 236965796 .
^ Деур, А.; Сарджент, К.; Терзич, Б. (2020). «Значение гравитационных нелинейностей в динамике дисковых галактик» . Астрофиз. Дж . 896 (2): 94. arXiv : 1909.00095 . Бибкод : 2020ApJ...896...94D . дои : 10.3847/1538-4357/ab94b6 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Сарджент, К.; Деур, А.; Терзич, Б. (2024). «Натяжение Хаббла и гравитационное самодействие». Физика Скрипта . 99 (7). arXiv : 2301.10861 . Бибкод : 2024PhyS...99g5043S . дои : 10.1088/1402-4896/ad570f . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Деур, А. (2014). «Связь между темной массой эллиптических галактик и их формой» . Пн. Нет. Р. Астрон. Соц . 438 (2): 1535–1551. arXiv : 1304.6932 . дои : 10.1093/mnras/stt2293 .
^ Уинтерс, Д.; Деур, А.; Чжэн, X. (2022). «Обновленный анализ неожиданной корреляции между темной материей и эллиптичностью галактики» . Пн. Нет. Р. Астрон. Соц . 518 (2): 2845–2852. arXiv : 2207.02945 . Бибкод : 2023MNRAS.518.2845W . дои : 10.1093/mnras/stac3236 .

См. также

[1] Ок, Евгений (2023). «Обзор последних достижений в области темной материи с точки зрения принципа бритвы Оккама» . Новые обзоры астрономии . 96 : 101673. Бибкод : 2023NewAR..9601673O . дои : 10.1016/j.newar.2023.101673 . ISSN 1387-6473 . S2CID 256262366 .

[2] Дёр, Александр (2003). «Неабелевы эффекты в гравитации». arXiv : astro-ph/0309474 .

[Deur19a-3] Jump up to: ^а ^б Дёр, Александр (2019). «Объяснение темной материи и темной энергии, соответствующее Стандартной модели физики элементарных частиц и Общей теории относительности». Евро. Физ. Джей Си . 79 (10): 883. arXiv : 1709.02481 . Бибкод : 2019EPJC...79..883D . дои : 10.1140/epjc/s10052-019-7393-0 . S2CID 119218121 .

[4] Зи, А. (2010). Квантовая теория поля в двух словах . Издательство Принстонского университета. п. 576.

[Deur09-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Дёр, Александр (2009). «Последствия взаимодействия гравитонов-гравитонов для темной материи». Физ. Летт. Б. 676 (1–3): 21–24. arXiv : 0901.4005 . Бибкод : 2009PhLB..676...21D . дои : 10.1016/j.physletb.2009.04.060 . S2CID 118596512 .

[Deur21a-6] Jump up to: ^а ^б ^с Дёр, Александр (2021). «Релятивистские поправки к кривым вращения дисковых галактик». Евро. Физ. Джей Си . 81 (3): 213. arXiv : 2004.05905 . Бибкод : 2021EPJC...81..213D . doi : 10.1140/epjc/s10052-021-08965-5 . S2CID 215745418 .

[Deur16a-7] Jump up to: ^а ^б Деур, А. (2017). «Самовзаимодействующие скалярные поля при высоких температурах». Евро. Физ. Джей Си . 77 (6): 412. arXiv : 1611.05515 . Бибкод : 2017EPJC...77..412D . doi : 10.1140/epjc/s10052-017-4971-x . S2CID 254106132 .

[8] Баркер, WEV; Хобсон, член парламента; Ласенби, АН (2023). «Поддерживает ли гравитационное удержание плоские кривые вращения галактики без темной материи?». arXiv : 2303.11094 [ gr-qc ].

[9] Деур, А. (2023). «Комментарий к статье «Поддерживает ли гравитационное удержание плоские кривые вращения галактики без темной материи?» ». arXiv : 2306.00992 [ gr-qc ].

[Deur22a-10] Jump up to: ^а ^б Деур, А. (2022). «Влияние поля самодействия общей теории относительности на анизотропию космического микроволнового фона». Сорт. Квант. Грав . 39 (13): 135003. arXiv : 2203.02350 . Бибкод : 2022CQGra..39m5003D . дои : 10.1088/1361-6382/ac7029 . S2CID 247244759 .

[11] Деур, А. (2021). «Влияние самодействия гравитационного поля на образование крупных структур». Физ. Летт. Б. 820 : 136510. arXiv : 2108.04649 . Бибкод : 2021PhLB..82036510D . doi : 10.1016/j.physletb.2021.136510 . S2CID 236965796 .

[12] Деур, А.; Сарджент, К.; Терзич, Б. (2020). «Значение гравитационных нелинейностей в динамике дисковых галактик» . Астрофиз. Дж . 896 (2): 94. arXiv : 1909.00095 . Бибкод : 2020ApJ...896...94D . дои : 10.3847/1538-4357/ab94b6 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[13] Сарджент, К.; Деур, А.; Терзич, Б. (2024). «Натяжение Хаббла и гравитационное самодействие». Физика Скрипта . 99 (7). arXiv : 2301.10861 . Бибкод : 2024PhyS...99g5043S . дои : 10.1088/1402-4896/ad570f . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[14] Деур, А. (2014). «Связь между темной массой эллиптических галактик и их формой» . Пн. Нет. Р. Астрон. Соц . 438 (2): 1535–1551. arXiv : 1304.6932 . дои : 10.1093/mnras/stt2293 .

[15] Уинтерс, Д.; Деур, А.; Чжэн, X. (2022). «Обновленный анализ неожиданной корреляции между темной материей и эллиптичностью галактики» . Пн. Нет. Р. Астрон. Соц . 518 (2): 2845–2852. arXiv : 2207.02945 . Бибкод : 2023MNRAS.518.2845W . дои : 10.1093/mnras/stac3236 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]