Adakah penjelasan alternatif untuk gaya gravitasi yang kita kaitkan dengan materi gelap?

18

Bagi saya, selalu tampak kontra-intuitif bahwa kita mengamati suatu gaya gravitasi terukur dan karena alam semesta tidak memiliki cukup massa untuk menjelaskannya, kesimpulannya adalah mengatakan ada jenis materi berbeda yang tidak berinteraksi dengan materi biasa dan tidak dapat terlihat o diukur.

Bagaimana jika gaya itu diterapkan oleh alam semesta lain yang berdekatan atau tumpang tindih atau dengan sesuatu yang sama sekali berbeda? Apakah ada teori lain yang diajukan? atau apakah kita akan menyebut apa pun yang kita temukan sebagai sumber kekuatan ini "Materi gelap" bahkan jika itu bukan masalah yang sama?

Eduardo Serra
sumber
1
Posting Phys.SE terkait: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 dan tautan di dalamnya.
Qmechanic
1
Untuk ulasan akses terbuka, lihat: • Famaey, Benoît, dan Stacy S. McGaugh. " Modified Newtonian Dynamics (MOND) ." Ulasan Hidup di Relativitas 15 (2012). doi: 10.12942 / lrr-2012-10 .
Geremia

Jawaban:

12

Tentu saja ada orang yang mempelajari teori gravitasi alternatif (non-General Relativistic). Teori yang paling populer sejauh ini adalah:

  1. Modified Newtonian Dynamics (MOND) - yang pada dasarnya mendalilkan bahwa Mekanika Newton memecah pada skala tertentu, yang mengarah ke kurva rotasi yang kita lihat di galaksi.
  2. Tensor – vector-scalar gravity (TeVeS) - ini adalah generalisasi relativistik dari MOND.
  3. Jatuh ke dalam kategori MOND adalah f (R) gravitasi , yang mengubah ekspresi relativistik umum yang menghubungkan kelengkungan ruang-waktu dengan tensor energi-stres ('sumber' gravitasi - 'sumber' gravitasi - seperti massa dan tekanan). Teori-teori ini menghubungkan fungsi skalar Ricci yang berbeda dengan tensor energi stres ini.

TeVes tampaknya menjadi alternatif yang paling menjanjikan untuk Relativitas Umum (mungkin dapat menjelaskan hal-hal seperti kurva rotasi, memprediksi pelensaan gravitasi, dan beberapa hal lainnya), tetapi masih ada banyak masalah yang tidak berhasil dengan baik. Sejauh ini tampaknya teori-teori gravitasi yang termodifikasi menciptakan lebih banyak masalah daripada yang mereka atasi - walaupun harus saya akui, keberadaan benda-benda seperti materi gelap dan energi gelap adalah masalah non-sepele yang harus disepakati oleh kosmolog.

Ketika datang ke hal-hal seperti alam semesta alternatif dan sejenisnya sebagai penyebab misteri kita saat ini, saya yakin hal-hal ini telah diusulkan. Masalahnya di sini datang dengan percobaan untuk mengujinya. Materi gelap dinamai demikian karena kita tahu bahwa ia tidak memancarkan atau menyerap radiasi apa pun. Sejauh mendeteksi partikel seperti itu, banyak percobaan nyata telah dilakukan dan akan dilakukan, dan merupakan bidang penelitian yang menarik.

Di bawah ini menunjukkan beberapa percobaan ini dan rentang ruang parameter penampang / massa yang telah / akan diselidiki:

dmdekseksi eksperimen

astromax
sumber
Saya akan melihat kedua teori, terima kasih. Saya akan mengambil kesempatan ini, karena Anda sedang mengerjakan Ph.D. tentang subjek, untuk mengajukan pertanyaan tindak lanjut. Membaca artikel ini beberapa hari yang lalu ketika saya belajar tentang Axions dan Cold Dark Matter , bisakah Anda mengarahkan saya ke arah yang benar untuk mempelajari apa yang lebih disukai sains saat ini dan mengapa? antara materi gelap dingin dan materi gelap panas.
Eduardo Serra
1
Tentu. Saya melihat kertas membuat jalan mereka ke arxiv ( arxiv.org ) sering pada subjek axion. Singkatnya, apa pun materi gelap yang terjadi, pasti dingin. Ini artinya memiliki dispersi kecepatan agak rendah. Namun, jika hangat / panas, struktur dalam skala kecil tidak akan ada di sana (dan ini tampaknya tidak terjadi). Anggap saja sebagai peningkatan energi kinetik dari sistem partikel, gravitasi menang jika semuanya bisa mendingin. Sejauh aksiion berjalan, mereka adalah salah satu dari banyak kandidat untuk apa partikel materi gelap itu. Mereka pertama kali didalilkan di ...
astromax
1
1977 untuk menyelesaikan pelanggaran Charge-Parity (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Berikut setidaknya satu percobaan yang saya tahu sedang mencari axion ( pvlas.ts. infn.it ) .Namun , sebagian besar eksperimen yang dijalankan mencari apa yang dikenal sebagai WIMPS (partikel masif yang berinteraksi lemah). Secara umum, ada tiga jenis tanda tangan eksperimental yang dicari orang: 1) Tidak langsung - materi gelap / anti -penghancuran benda gelap atau produk peluruhan, 2) Eksperimen langsung - nuklir, dan
astromax
1
3) Membuatnya di percobaan laboratorium - collider. Ini banyak yang perlu dipertimbangkan, tetapi ada sejumlah artikel ulasan yang dapat Anda baca (meskipun mereka masih agak teknis untuk pembaca rata-rata). Ini adalah salah satu yang saya ketahui: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
astromax