Kann die Integration von Dunkler Materie zu modifizierter Schwerkraft führen?

Ich bin mir sicher, dass ich etwas Offensichtliches falsch verstanden habe, aber beim Lesen dieser Frage habe ich mich gefragt, was philosophisch der Unterschied zwischen modifizierter Schwerkraft (wie TeVeS, f (R) usw.) und dunkler Materie ist, wenn / da wir keine direkten Beweise haben (z. B. von einem Laborversuchsteilnehmer) für letzteres.

Meine Frage ist: Können wir angesichts einer Aktion für dunkle Materie diese nicht einfach herausintegrieren (unter der Annahme, dass Energieskalen kleiner als ihre Masse sind)? Auf Kosten der Generierung einer unendlichen Anzahl höherer Ableitungsterme für das metrische Feld, wodurch die Einstein-Schwerkraft überschritten wird. Aber wir erwarten, dass diese trotzdem vorhanden sind (aus EFT-Sicht), da die Schwerkraft nicht renormierbar ist.

Wie können wir den Unterschied erkennen?

EDIT: Justin Khourys superflüssige dunkle Materie scheint in diese Richtung zu gehen:

Es wird angenommen, dass insbesondere superfluide Phononen von einer MOND-ähnlichen effektiven Aktion beherrscht werden und eine MONDsche Beschleunigung zwischen baryonischen Materieteilchen vermitteln.

Kennt jemand den aktuellen Stand dieses nun sechs Jahre alten Vorschlags?

Antworten (1)

Es gibt Beobachtungen, bei denen modifizierte Schwerkraft und dunkle Materie unterschiedliche Ergebnisse vorhersagen. Diese können verwendet werden, um die beiden Modelle zu entwirren.

Ich überlasse es jemand anderem, Ihr Bild von der Integration der Aktion zu kommentieren und stattdessen eine Beobachtung zu kommentieren, die verwendet werden kann, um die beiden Szenarien zu entwirren. Tatsächlich funktioniert die modifizierte Schwerkraft auf galaktischen Maßstäben gut, aber auf kosmologischen Maßstäben versagt sie. Neben einem möglichen zukünftigen Nachweis von Quanten der Dunklen Materie im Labor bieten kosmologische Beobachtungen somit Mittel, um die beiden Szenarien zu entwirren. Beispielsweise liefert das Fehlen starker baryonisch-akustischer Oszillationen Hinweise auf dunkle Materie und gegen modifizierte Gravitation. Am bekanntesten gilt dies für das Leistungsspektrum im kosmischen Mikrowellenhintergrund. Ich persönlich finde dieses andere Puzzleteil überzeugend, es stammt von Scott Dodelson in seinem Artikel The Real Problem with MOND :

Dodelsons BAO

Dargestellt ist das Materieleistungsspektrum. Werte größer als 1 sind erforderlich, damit die Strukturbildung nichtlinear wird und sich somit Strukturen (wie Galaxien und Sterne und Planeten) bilden. Rot sind Daten. Schwarz ist das Lambda-CDM-Modell, das gut passt. Blau gestrichelt ist das, was man erwarten würde, wenn es nur Baryonen gäbe: bei weitem nicht genug Materie im Universum, um Strukturen zu bilden, und von der starken Kopplung von Baryonen an Photonen starke akustische Baryonenschwingungen. Blauer Festkörper ist der Ausweg, indem die Schwerkraft modifiziert wird: Sie skalieren diese Schwingungen, bis das Spektrum über 1 geht, um eine Struktur zu bilden, aber dann unterscheidet sich dieses blaue Festkörper-Leistungsspektrum erheblich von dem glatten roten Leistungsspektrum, das wir beobachten.

Da das Papier erwähnt, dass die durchgezogenen blauen Linien von TeVeS stammen: Zeigt jede modifizierte Gravitationstheorie (f (R) oder noch allgemeiner) dieses Leistungsspektrum? (Wenn ja, wäre es immer noch interessant zu wissen, warum genau der Integrationsteil fehlschlägt :)
Da das Kopfgeld abgelaufen ist, habe ich dir die 50 Punkte gegeben, viel Spaß :)
Oh danke. Ich bin mir nicht sicher, ob meine Antwort das verdient hat ... Betreff: superflüssige dunkle Materie, das taucht immer wieder auf und ich persönlich bin ziemlich fasziniert davon. Aber es scheint immer im spekulativen / netten-Idee-aber-nicht-sicheren/mehrdeutigen Bereich zu bleiben ...
Kann die Integration von Dunkler Materie zu modifizierter Schwerkraft führen?
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