星系作为简单动力学系统：观测数据不支持暗物质和随机恒星形成
星系天体物理
2015-02-11 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
[摘要节选] 观测表明星系是简单系统，但宇宙学标准模型 (SMoC) 暗示由暗物质晕上的动力学摩擦驱动的杂乱并合历史。本文利用以下结果检验了 SMoC：如果 SMoC 成立，则双矮星系定理与数据相矛盾，且在星系群中未观察到动力学摩擦的作用。卫星星系显著各向异性的分布为这一结论提供了一致性检验。独立地，SMoC 长期的失败历史表明，其描述观测宇宙的概率小于万分之十。这对基础物理的启示是：奇异暗物质粒子不存在，因此星系及更大尺度上的有效引力物理应是非牛顿/非爱因斯坦的。数据表明，Milgrom 发现的标度不变动力学是弱场机制下星系的极佳描述。对星系中恒星种群的观测表明，星系范围的初始质量函数 (IGIMF) 随恒星形成率而变化，且对恒星形成的随机描述与数据不一致。这种星系天体物理学理解的一个推论是：大多数矮卫星星系是在星系 - 星系遭遇中作为潮汐矮星系形成的，它们遵循质量 - 金属丰度关系，星系并合很罕见，沉浸在外势场中的星系比孤立星系物理尺寸更大，且恒星形成星系构成主序。本文提出了八项预测，以便对上述概念进行检验。基于这些考量，一个非常保守的、无冷暗物质和温暗物质的宇宙学模型可能正在浮现。
引用
@article{arxiv.1406.4860,
title = {Galaxies as simple dynamical systems: observational data disfavor dark matter and stochastic star formation},
author = {Pavel Kroupa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.4860},
year = {2015}
}
备注
pdflatex, 46 pages, 13 figures; Canadian Journal of Physics, published; revised version has minor adjustments for consistency with published version, e.g. new ordering of the figures and footnotes