„Dunkle Materie“ vs. „Dunkler Spin“

Ich formuliere hier eine Antwort auf eine andere PSE-Frage als neue Frage um.

Dunkle Materie wird herangezogen, um die „beobachtete Raum-Zeit-Geometrie zu erklären, die nicht mit Vorhersagen übereinstimmt“.

Gemäß der Einstein-Cartan-Version der Gravitation gibt es zwei Quellen, die die lokale Raumzeit „verzerren“:

  1. Masse (oder allgemeiner Energie-Impuls-Tensor), die eine Raum-Zeit-Krümmung induziert .
  2. Spin (Spinstrom aus Dirac-Fermionen), der eine Raum-Zeit-Torsion induziert .

Können wir alternativ zur fehlenden/dunklen Masse die „beobachtete Raum-Zeit-Geometrie, die nicht mit den Vorhersagen übereinstimmt“ dem dunklen Spinstrom zuschreiben ?

Laut Poplawski hat der Spin/Torsion-Ansatz ungleich Null eine weitere nette Eigenschaft, die "die unphysikalische Urknall-Singularität abwendet und sie durch einen spitzenartigen Sprung bei einem endlichen minimalen Skalierungsfaktor ersetzt, vor dem sich das Universum zusammengezogen hat".


Hinweis hinzugefügt:

Als Alternative zur Dunklen Materie erklärt die MOND-Hypothese (modifizierte Newtonsche Dynamik) die flache Rotationskurve einer Spiralgalaxie (Tully-Fisher-Gesetz). Aber MOND ist im intergalaktischen Maßstab kläglich gescheitert und hat nichts über dunkle Materie im kosmologischen Maßstab zu sagen, obwohl es einige gestelzte Versionen der relativistischen MOND-Erweiterung gibt. So kann "dunkler Spinstrom" zur Rettung kommen.

Antworten (2)

Ja, zumindest kann die Torsion verwendet werden, um die Reliktdichte der Dunklen Materie vom Urknall zu erklären:

https://arxiv.org/abs/1611.03651

Eine kurze Lektüre dieses Papiers (eine begutachtete Version davon kann in PRD gefunden werden): Die minimale Wechselwirkung von Torsion, die mit Fermionen gekoppelt ist, ist nicht renormierbar, aber eine nicht minimale Kopplung mit Fermionen (deren Effekt sich herausstellt, kann ignoriert werden sowieso) und der vereinfacht möglichen Kopplung an Skalare (Higgs, ein freier Parameter), kann man die Planck-Daten ziemlich leicht abgleichen.

Sie betrachten zwei Szenarien; im ersten erwirbt die Torsion Masse ausschließlich aus dem Higgs-Feld. Im zweiten erhält die Torsion Masse sowohl vom Higgs-Feld als auch von einer höheren Symmetriebrechung.

Sie fanden heraus, dass es für den ersten Fall nicht möglich ist, alle Relikt-DM auf Torsion zurückzuführen. Im zweiten Fall jedoch ermöglichen die Parameterräume, dass die Torsion die einzige Quelle für Relikt-DM ist.

Interessant. Kann Ihre Theorie neben dem kosmologischen Skalen-DM die flache Rotationskurve einer Spiralgalaxie (Tully-Fisher-Gesetz) erklären?
@MadMax: Es ist nicht meine Theorie, es wurde in Physical Review D von Belyaev, Shapiro und Thomas veröffentlicht, und nein, es enthält keine Vorhersagen von flachen Rotationskurven (nach meinem besten Wissen). Natürlich können diese durch andere Mittel als dunkle Materie erklärt werden (siehe Cooperstock-Tieu-Galaxienmodelle).

Interessant, warum nicht? Alle Eigenschaften, die dunkler Materie zugeschrieben wurden, eignen sich eher für den leeren (rotierenden) Raum als für alles andere. Diese sind kalt, transparent und interagieren auf keine andere Weise als durch Gravitation.

Allerdings wäre der Unterschied zwischen dunklem Spin und dunkler Materie meiner Meinung nach nachweisbar. Im Fall von Spin würden die Effekte (z. B. Lansing und gleichmäßige Rotationskurve) nur für Dinge in/durch die Spinregion angezeigt. Bei „dunkler Materie“ sollten sich die Effekte unabhängig davon zeigen, ob das Phänomen innerhalb oder außerhalb der Wolke stattfindet.

Zum Beispiel, ja, die gleichmäßige Rotationskurve einer Spiralgalaxie erfordert irgendeine Form von dunkler Entität. Erfordert die Anziehungskraft zwischen zwei Spiralgalaxien auch dieselbe dunkle Entität? Wenn nicht, dann gibt es keine dunkle "Materie", es muss etwas anderes sein. Wenn ja, dann ist es wahrscheinlich egal.

"Die gleichmäßige Rotationskurve einer Spiralgalaxie erfordert irgendeine Form von dunkler Entität", das Tully-Fisher-Gesetz (flache Rotationskurve) wird gut durch die MOND-Hypothese (modifizierte Newtonsche Dynamik) erklärt. Aber MOND ist auf intergalaktischer Ebene kläglich gescheitert und hat nichts über dunkle Materie auf kosmologischer Ebene zu sagen (es gibt einige gestelzte Versuche einer relativistischen MOND-Erweiterung). So kann "dunkler Spinstrom" zur Rettung kommen.