星系中暗物质的替代方案建议：I. 理论考量
星系天体物理
2021-02-24 v3
摘要
暗物质作为解决星系中较高自转速率等诸多原因的一般公认范式，在天体物理学和宇宙学中被广泛接受。但由于标准暗物质范式在星系尺度上仍遇到一些问题，我们诉诸于一种类似于 Milgrom 的修正牛顿动力学（MOND）的替代方案。此处我们假设：(i) 引力常数 G 是距离（尺度）的函数：G = G(r)，或 (ii) 引力质量与惯性质量之比 mg/mi 是距离（尺度）的函数：f(r)。我们对每个函数使用了线性近似，由此出现了两个必须确定的新参数：G1（引力耦合的一阶系数）和 C1（引力质量与惯性质量比的一阶系数）。在本研究的当前部分，我们通过改变参数生成了一些假想星系的简化理论自转曲线。我们得出结论，对于某些参数值，我们的模型给出了在定性和定量上都可接受的星系自转曲线行为。能对星系自转曲线给出定量可接受描述的 1 阶系数值为：G1 约在 10^-31 至 10^-30 m^2 s^-2 kg^-1 之间；C1 在 10^-21 至 10^-20 m^-1 之间。此外，我们的模型暗示存在一个临界距离，在该距离处 MOND 效应变得显著，而非临界加速度。事实上，若临界加速度不是常数而是星系重子质量的线性函数，则 Milgrom 的 MOND 与我们的模型收敛。
引用
@article{arxiv.2008.01819,
title = {A Suggested Alternative to Dark Matter in Galaxies: I. Theoretical Considerations},
author = {Hanna A. Sabat and Raed Z. Bani-Abdoh and Marwan S. Mousa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01819},
year = {2021}
}
备注
26 pages; 7 figures; more changes were made in this version: the exact relationship with Milgrom's MOND was clarified, the correct figures were added