¿Hay alguna explicación alternativa para la fuerza gravitacional que atribuimos a la materia oscura?

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Siempre me pareció contra-intuitivo que observamos una fuerza gravitacional medida y, dado que el universo no tiene suficiente masa para explicarlo, la conclusión fue decir que hay un tipo diferente de materia que no interactúa con la materia ordinaria ni puede ser visto o medido.

¿Qué pasa si la fuerza fue aplicada por otros universos adyacentes o superpuestos o por algo completamente diferente? ¿Hay otras teorías propuestas? ¿O simplemente llamaríamos a lo que sea que descubramos que es la fuente de esta fuerza "materia oscura" aunque no sea nada parecido?

Eduardo Serra
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Publicación relacionada de Phys.SE: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 y sus enlaces.
Qmechanic
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Para una revisión de acceso abierto, ver: • Famaey, Benoît y Stacy S. McGaugh. " Dinámica newtoniana modificada (MOND) ". Living Reviews in Relativity 15 (2012). doi: 10.12942 / lrr-2012-10 .
Geremia

Respuestas:

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Ciertamente hay personas que estudian teorías alternativas (no relativistas generales) de la gravedad. Las teorías más populares hasta ahora han sido:

  1. Dinámica newtoniana modificada (MOND) , que esencialmente postula que la mecánica newtoniana se descompone en cierta escala, lo que lleva a las curvas de rotación que vemos en las galaxias.
  2. Tensor – vector – gravedad escalar (TeVeS): esta es una generalización relativista de MOND.
  3. Caer en la categoría MOND es la gravedad f (R) , que altera la expresión relativista general que relaciona la curvatura del espacio-tiempo con el tensor de energía de estrés (la 'fuente' de gravedad, como la masa y la presión). Estas teorías relacionan diferentes funciones del escalar de Ricci con este tensor de energía de estrés.

TeVes parece ser la alternativa más prometedora a la Relatividad General (puede ser capaz de explicar cosas como curvas de rotación, predice lentes gravitacionales y otras cosas), pero todavía hay muchos problemas con los que no funciona bien. Hasta ahora parece que las teorías modificadas de la gravedad están creando más problemas de los que están solucionando, aunque debo admitir que la existencia de cosas como la materia oscura y la energía oscura son cuestiones no triviales con las que los cosmólogos deben llegar a un acuerdo.

Cuando se trata de cosas como universos alternativos y similares como la causa de nuestros misterios actuales, estoy seguro de que estas cosas se han propuesto. El problema aquí es crear un experimento para probarlos. La materia oscura ha sido nombrada como tal porque sabemos que no emite ni absorbe radiación. En cuanto a la detección de dicha partícula, se han realizado y se realizarán muchos experimentos reales, y es un campo de investigación emocionante.

A continuación se muestran algunos de estos experimentos y el rango del espacio de parámetros de sección transversal / masa que tiene / probará:

dmdetectionexperiments

astromax
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Investigaré ambas teorías, gracias. Aprovecharé esta oportunidad, ya que estás trabajando en un doctorado. sobre el tema, para hacer una pregunta de seguimiento. Al leer este artículo el otro día que aprendí sobre Axions y Cold Dark Matter , ¿podría señalarme en la dirección correcta para saber qué ciencia actual favorece más y por qué? entre materia oscura fría y materia oscura caliente que es.
Eduardo Serra
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Seguro. Veo documentos que se dirigen al arxiv ( arxiv.org ) cada cierto tiempo sobre el tema de los axiones. En resumen, cualquiera que sea la materia oscura, debe ser fría. Lo que esto significa es que tiene una dispersión de velocidad bastante baja. Sin embargo, si fuera cálido / caliente, las estructuras a pequeña escala simplemente no estarían allí (y este parece no ser el caso). Piense en ello como el aumento de las energías cinéticas de un sistema de partículas, la gravedad gana si las cosas pueden enfriarse. En cuanto a los axiones, son uno de los muchos candidatos para lo que puede ser la partícula de materia oscura. Se postularon por primera vez en ...
astromax
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1977 para resolver la violación de Charge-Parity (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Aquí hay al menos un experimento que conozco que estaba buscando axiones ( pvlas.ts. infn.it ). Sin embargo, la mayoría de los experimentos que se están ejecutando buscan lo que se conoce como WIMPS (partículas masivas que interactúan débilmente). En términos generales, hay tres tipos de firmas experimentales que la gente está buscando: 1) Indirecta - materia oscura / anti - aniquilación de materia oscura o productos de descomposición, 2) Directo - experimentos de retroceso nuclear, y
astromax
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3) Crearlos en el laboratorio: experimentos de colisionadores. Esto es mucho para asimilar, pero hay una serie de artículos de revisión que puede leer (aunque aún pueden ser algo técnicos para el lector promedio). Aquí hay uno que conozco: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175
astromax