Existe-t-il d'autres explications à la force gravitationnelle que nous attribuons à la matière noire?

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Il m'a toujours semblé contre-intuitif que nous ayons observé une force gravitationnelle mesurée et puisque l'univers n'a pas assez de masse pour en tenir compte, la conclusion était de dire qu'il y a un autre type de matière qui n'interagit pas avec la matière ordinaire et ne peut pas être vu ou mesuré.

Et si la force était appliquée par d'autres univers adjacents ou superposés ou par quelque chose de complètement différent? Y a-t-il d'autres théories avancées? ou appellerions-nous simplement ce que nous découvrons être la source de cette force «matière noire» même si elle n’a rien de semblable?

Eduardo Serra
la source
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Article Phys.SE connexe: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 et liens y figurant .
Qmechanic
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Pour une revue en libre accès, voir: • Famaey, Benoît et Stacy S. McGaugh. « Modified Newtonian Dynamics (MOND) ». Living Reviews in Relativity 15 (2012). doi: 10.12942 / lrr-2012-10 .
Geremia

Réponses:

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Il y a certainement des gens qui étudient des théories alternatives (non relativistes générales) de la gravité. Jusqu'à présent, les théories les plus populaires ont été:

  1. Modified Newtonian Dynamics (MOND) - qui postule essentiellement que la mécanique newtonienne se décompose à une certaine échelle, conduisant aux courbes de rotation que nous voyons dans les galaxies.
  2. Gravité tenseur -vecteur-scalaire (TeVeS) - il s'agit d'une généralisation relativiste de MOND.
  3. La gravité f (R) tombe dans la catégorie MOND , qui modifie l'expression relativiste générale reliant la courbure de l'espace-temps au tenseur énergie-contrainte (la `` source '' de la gravité - comme la masse et la pression). Ces théories relient différentes fonctions du scalaire de Ricci à ce tenseur d'énergie de contrainte.

TeVes semble être l'alternative la plus prometteuse à la relativité générale (il peut être en mesure d'expliquer des choses comme les courbes de rotation, prédit la lentille gravitationnelle et d'autres choses), mais il y a encore de nombreux problèmes avec lesquels il ne fait pas bien. Jusqu'à présent, il semble que les théories modifiées de la gravité créent plus de problèmes qu'elles n'en résolvent - bien que je dois admettre que l'existence de choses comme la matière noire et l'énergie sombre sont des questions non triviales auxquelles les cosmologistes doivent faire face.

Quand il s'agit de choses comme des univers alternatifs et autres comme cause de nos mystères actuels, je suis sûr que ces choses ont été proposées. Le problème ici vient avec une expérience pour les tester. La matière noire a été nommée ainsi car nous savons qu'elle n'émet ni n'absorbe aucun rayonnement. En ce qui concerne la détection d'une telle particule, de nombreuses expériences réelles ont été menées et le seront, et c'est un domaine de recherche passionnant.

Ci-dessous montre quelques-unes de ces expériences et la gamme d'espace de paramètres de section / masse qu'il a / va sonder:

dmdetectionexperiments

astromax
la source
Je vais examiner les deux théories, merci. Je vais saisir cette opportunité, puisque vous travaillez sur un doctorat. sur le sujet, pour poser une question de suivi. En lisant cet article l'autre jour, j'ai appris sur Axions et Cold Dark Matter , pourriez-vous me diriger dans la bonne direction pour savoir ce que la science actuelle préfère le plus et pourquoi? entre la matière noire froide et la matière noire chaude qui est.
Eduardo Serra
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Sûr. Je vois de temps en temps des articles se diriger vers l'arxiv ( arxiv.org ) au sujet des axions. Bref, quelle que soit la matière noire, elle doit être froide. Cela signifie qu'il a une dispersion de vitesse assez faible. Cependant, s'il faisait chaud / chaud, les structures à petite échelle ne seraient tout simplement pas là (et cela ne semble pas être le cas). Pensez-y comme augmentant les énergies cinétiques d'un système de particules, la gravité gagne si les choses peuvent se refroidir. En ce qui concerne les axions, ils sont l'un des nombreux candidats à ce que pourrait être la particule de matière noire. Ils ont d'abord été postulés en ...
astromax
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1977 pour résoudre la violation de Charge-Parity (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Voici au moins une expérience que je connais qui cherchait des axions ( pvlas.ts. infn.it ) .Bien que la plupart des expériences en cours recherchent ce que l'on appelle les WIMPS (particules massives à faible interaction). En règle générale, il existe trois types de signatures expérimentales recherchées: 1) indirecte - matière noire / anti - produits d'anéantissement ou de désintégration de la matière sombre, 2) Direct - expériences de recul nucléaire, et
astromax
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3) Les créer dans les expériences de laboratoire - collisionneur. C'est beaucoup à prendre, mais il y a un certain nombre d'articles de revue que vous pouvez lire (bien qu'ils puissent toujours être quelque peu techniques pour le lecteur moyen). En voici une que je connais: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
astromax