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共形重整的史瓦西度规不能预测平坦星系旋转曲线

广义相对论与量子宇宙学 2022-07-13 v1

摘要

对于定义在黎曼时空上、且在爱因斯坦规范下以史瓦西–德西特(SdS)度规为解的共形不变引力理论,我们考察是否可以通过对该解进行共形重整,从而无需暗物质即可获得如星系中观测到的平坦旋转曲线。与文献中近期的断言相反,我们表明,若基于可物理测量的量来工作,则在任何共形标架中,“普通”物质粒子所遵循的轨迹都仅仅是 SdS 度规的类时测地线,正如人们所预期的那样。这解决了物理预言表观上的标架依赖性,并明确给出了无平坦区的旋转曲线。我们还表明,试图通过为每个星系单独拟合 SdS 度规中二次项的系数来建模上升的旋转曲线是不可行的,因为该系数最自然地解释为正比于一个全局宇宙学常数。我们进一步将分析推广到静态球对称系统之外,表明粒子动力学对共形标架选择的不变性对任意度规均成立,同样与预期一致。此外,我们表明该结论对于定义在更一般的 Weyl–Cartan 时空上的共形不变引力理论依然成立,后者将 Weyl、Riemann–Cartan 和黎曼时空作为特例包含在内。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.08097,
  title  = {Conformally-rescaled Schwarzschild metrics do not predict flat galaxy rotation curves},
  author = {Michael Hobson and Anthony Lasenby},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.08097},
  year   = {2022}
}

备注

5 pages, no figures, accepted as a Letter by European Physical Journal C