暗物质与暗能量作为量子引力的效应

我提出了一种基于引力能量涨落原理的量子引力理论。引力能量涨落——即引力子——负责亚原子粒子的弹性散射。这种散射对应于引力相互作用中除牛顿引力之外的一种附加力——引力子散射力。引力子散射力的强度与引力子散射概率成正比。与牛顿引力不同，引力子散射力遵循1/r定律，并在低轨道加速度极限下，在宇宙学尺度上主导前者。与修正牛顿动力学(MOND)类似，该量子引力理论解释了从矮椭球星系到X射线星系团等各种恒星系统中观测到的质光比(M/L)变化，而无需假设不可见物质（在X射线星系团核心，MOND仍然需要这种物质）。与MOND不同，所提出的理论既不违反基石性的牛顿定律，也不受加速度框架模糊性的困扰，同时享有通常被引用来支持MOND的大量实验证据。为了验证所提出理论的有效性，我检验了量子引力对矮椭球星系、普通和巨椭圆星系以及X射线星系团的预测。在所有情况下，量子引力给出的质光比和标度关系都与观测一致。量子引力解释了椭圆星系基本平面的倾斜，消除了暗弱和明亮椭圆星系在质光比与光度关系上的差异，而冷暗物质(CDM)模型难以轻易解释这一点。最后，通过分析早期宇宙预期的高物质密度极限下引力能量涨落的行为，我表明原初暴胀和暗能量（即非零宇宙常数）是膨胀宇宙中量子引力的自然效应。