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不用引入暗物質的宇宙 牛頓力學改良式宇宙模型MOND
2022-05-29 16:50:45 *
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作者 主題: 不用引入暗物質的宇宙 牛頓力學改良式宇宙模型MOND  (閱讀 191 次)
peter
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« 於: 2021-10-28 15:16:57 »


https://floridanewstimes.com/a-new-mond-theory-that-can-explain-the-cosmic-microwave-background-radiation/363035/


https://chinahot.org/science/317842.html

MOND 
改良牛頓力學 (Modified Newtonian dynamics)


1980年,美國天文學家VeraRubin證明:星系的旋轉速度很不合理,角速度遠遠超過其質量所能支持的大小。

從銀河系中心向外,理論上,一圈圈恆星和氣態物質的圓周運動應該越來越慢,速度落差與到中心的距離成正比。

術語叫開普勒下降,或遞減旋轉曲線,在我們太陽系的行星系統中能觀察到此類現象。但大多數星系卻表示,我不!和理論相反,它們的轉速要麼保持不變,要麼增加。

考慮到牛頓第二定律,為了維持圓周運動的向心力,必須有足夠的質量提供引力。

但是,已知星系質量明顯不足,所以天體物理學家假設存在一種暗物質,提供額外的質量。否則的話,我們就要修改引力理論,比如說假定牛頓第二定律是錯的,或者,承認萬有引力常數不是常數,而是隨著空間位置的變化而變化……太可笑了,這就像弗諾文奇著名的三界設定不是嗎?……不、不是嗎?

現在,一個不需要暗物質的宇宙學模型在與宇宙微波背景的觀測結果相匹配,通過了一個主要門檻。

不含暗物質的模型是所謂的MOND(修正的牛頓動力學)理論的延伸,它假定星系尺度的引力與標準的牛頓力不同。以前基於MOND的模型無法重現CMB。

MOND理論是在30多年前設計出來的,作為解釋星系旋轉數據的一種方式,而沒有援引神秘的暗物質。MOND的支持者提供了替代性的解釋:當加速度小於10^-10m/s^2的閾值時,引力會發生變化。這個想法並不是來自於任何基礎理論,但令人驚訝的是,同樣的加速度閾值幾乎對所有的星系都有效,無論大小,無論年輕還是年老。

暗物質比MOND更受青睞的主要原因是,暗物質與更大範圍的天體物理觀測相一致。例如,暗物質可以解釋星系對來自遙遠來源的光線的彎曲(引力透鏡),而最初形式的MOND則不能。研究人員已經設計了所謂的相對論MOND模型,可以適合透鏡觀測,但直到現在,這些修訂版的理論都無法重現CMB數據。"來自布拉格捷克科學院的ConstantinosSkordis說:"如果理論不能做到這一點,那麼它就不值得進一步考慮。」

Skordis和捷克學院的同事TomZłośnik現在創建了一個受MOND啟發的模型,在解釋CMB的同時也與引力透鏡觀測和引力波速度測量相一致。該模型遵循最近的MOND理論,假設存在兩個場,它們滲透到所有的空間中,並一起像一個額外的引力一樣發揮作用。其中一個場是一個標量場--類似於與希格斯玻色子相關的希格斯場。另一個是矢量場,它在空間的每一點都有一個方向,有點像磁場。

Skordis和Złośnik設置了模型的參數,以便在早期宇宙中,引力修正場產生模仿暗物質的引力效應。以這種方式模仿暗物質,可以確保觀察到的CMB模式得以重現。這些場隨著宇宙時間的推移而演變,最終引力遵循最初的MOND。

Skordis說,所有的宇宙學模型都需要增加一些東西(新粒子或新場)來解釋觀測結果。他承認,與通常基於基本對稱原理的暗物質模型不同,新模型的構思並沒有考慮到基礎理論。然而,這樣的理論基礎可能會通過新的MOND模型被發掘出來。

"這真的是巨大的突破,"俄亥俄州凱斯西儲大學的宇宙學家StacyMcGaugh評論道,"幾十年了,人們在很大程度上忽略了MOND,因為它似乎不可能做到暗物質能實現的事。"

但是紐約Flatiron研究所的宇宙學家DavidSpergel認為新模型是"巴洛克式的"。他認為,相對論的MOND模型只有通過"有效地假設一種複雜形式的暗物質"才能發揮作用。

來自德克薩斯大學的宇宙學家KatherineFreese對新模型表示祝賀。她說:"構建一個相對論版本的MOND是一件大事,它能夠與所有現有的數據相匹配,尤其是將CMB數據與星系中的MOND現象學一起擬合。然而,這個模型有很多不自然的成分。"她說。"我自己仍然會投票給暗物質,後者是一種更簡單的解釋。"
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