暗物质和暗能量的替代理论

我们回顾了标准牛顿-爱因斯坦引力理论的基础，并指出了其可能出错之处。特别是，我们讨论了广义协变原理、等效原理和爱因斯坦方程之间的逻辑独立性，以及如何约束作为引力源的物质能量-动量张量。我们将标准引力在所有距离尺度上有效性的先验假设确定为暗物质和暗能量问题的根源，并讨论了引力理论中目前存在的自由度如何使我们能够构建标准理论的候选替代方案，在这些替代方案中暗物质和暗能量问题可以得到解决。我们确定了这些替代方法的三个共性方面：存在一个普适的加速度尺度，决定了何时明亮的牛顿预期将无法拟合数据；存在一个影响局部星系运动的全局宇宙学效应，可以替代星系暗物质；以及解决宇宙学常数问题并不需要消除宇宙学常数本身，而只需消除其引力效应的量值。