关于银河系中子-引力关系的洞见

对螺旋星系的观测强有力地支持暗物质在任意半径处引力与包围质量成正比的解析关系。这一关系令人费解，因为质子能够以如此精确的方式稳定暗物质引力势，却在银河系历史中预期的“杂乱”合并事件和“星际物理”反馈的痕迹上毫无波澜。这种引力与质子质量的相关性可以从几种非标准角度进行解释，尤其是一种称为TeVeS的引力修正模型，在该模型中不需要星系级暗物质。在该理论中，质子-引力关系由Modified Newtonian Dynamics(MOND)中的介电类函数μ捕获，控制着从强引力 regime下的1/r²引力向弱 regime下的1/r引力的转换。本文我们详细研究了该μ函数。我们检视了从拟合星系旋转曲线对其的观测约束，揭示了星体质量-光度比与μ函数之间的degeneracy以及从强到弱引力 regime之间转换锐度的重要性。我们也在TeVeS框架下数值处理了非球形质子几何的效应，并详尽地检验了μ函数如何与该理论的自由函数相连接。在这方面，我们展示了对引力常数renormalization的细微效应和广泛影响。最终，我们present了一种无缝的从准稳态星系到演化宇宙的过渡，使得TeVeS的自由函数必然在孤立星系的极低加速度下返回1/r²引力。