一种有理论解释的修正牛顿动力学新变体

令人惊讶的是，我们几乎只了解宇宙的5%。宇宙的其余部分由70%的暗能量和25%的暗物质组成。暗能量负责加速膨胀的宇宙；而暗物质被认为需要作为具有奇异性质的额外质量来解释星系异常旋转速度。尽管暗能量的存在已逐渐被科学界接受，但暗物质的候选者尚未找到，并且过于离奇而难以被接受。因此，寻找替代暗物质的理论是显而易见的。以色列科学家M. Milgrom提出了“修正牛顿动力学”（MOND），它在解释异常旋转速度方面似乎非常成功。但不幸的是，MOND缺乏理论支持。实际上，MOND是通过修改运动学加速度项“a”（通常取为$a=\frac{v^{2}}{r}$）作为有效运动学加速度$a_{effective} = a \mu (\frac{a}{a_{0}})$来对牛顿动力学进行的（经验性）修正，其中$\mu$函数在加速度通常取值时为1，但如果加速度“a”极低，低于临界值$a_0 (10^{-10} m/s^{2})$，则等于$\frac{a}{a_{0}} (\ll 1)$。在本文中，提出了一种具有理论支持的新颖MOND变体；其中，考虑到暗能量引起的宇宙加速度$a_{d}$，一种基于理论的新型$\mu$函数应运而生，导致$a_{effective} = a(1 - K \frac{a_{0}}{a})$。所提出的理论MOND模型也能相当好地定性地解释星系旋转速度大致“平坦”的曲线，并且还能预测曲线上的一个凹陷（最小值）。