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引力禁闭能否在无暗物质情形下维持平坦星系旋转曲线?

广义相对论与量子宇宙学 2023-03-21 v1 星系天体物理

摘要

简短的回答是很可能不能\textit{很可能不能}。具体而言,本文考察近期一系列研究,其主张广义相对论既不需要暗物质晕的支撑,也不需要非常规重子分布,亦无需任何红外修正,便能与许多星系盘中观测到的反常高速旋转相一致。特别地,有人声称引力电场通量会非线性地坍缩到增强力区域,类似于色禁闭的色电场通量管模型,而这是传统后牛顿方法尚未捕捉到的。然而,我们证明支撑该提议的标量引力模型与非线性爱因斯坦方程完全不一致,而爱因斯坦方程本身似乎禁止可能指示无序引力相的线性禁闭型势。我们的发现对先前欧几里得格点分析的可靠性提出挑战。我们通过多种微扰方案和规范的直接计算确认,对合理重子分布旋转曲线的次领头阶引力电场修正将不可察觉。该“引力电场通量坍缩”方案还借助特定星系重子分布附近的星系内透镜作为场强启发式来支撑。我们重新计算此透镜效应,并得出结论:其被高估了三个数量级。作为副产品,我们的分析为(i)流体球猜想与(ii)引力能量定域化提出了新思路,二者将在未来工作中展开。总之,尽管考虑引力中禁闭型效应的可能性或有意趣,我们至少可在此断定:禁闭型效应不可能在解释无暗物质晕的平坦或上升星系旋转曲线中扮演任何显著角色\textit{不可能在解释无暗物质晕的平坦或上升星系旋转曲线中扮演任何显著角色}

关键词

引用

@article{arxiv.2303.11094,
  title  = {Does gravitational confinement sustain flat galactic rotation curves without dark matter?},
  author = {W. E. V. Barker and M. P. Hobson and A. N. Lasenby},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11094},
  year   = {2023}
}

备注

33 pages, 19 figures