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作为修正惯性表现的 MOND

星系天体物理 2023-11-17 v2 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

迄今提出的所有成熟 MOND 理论几乎都属于修正引力 (modified-gravity, MG) 类型:它们仅修正引力势的牛顿、泊松作用,或广义相对论的爱因斯坦-希尔伯特作用,而保留其他项(惯性)不变。此处,我讨论将 MOND 解释为修正惯性 (modified inertia, MI)。我的主要目的有三:(a) 倡导探索 MG 之外的 MOND 理论,并领会其特性;(b) 强调此类理论的次级预言可与 MG 理论者存在实质性差异;(c) 通过具体的 MI 模型展示其中部分内容。我讨论有关 MI 的一些定义与一般性论述。随后给出物理学中 MI 的实例,以及我们可从中为 MOND 汲取的教训。接着聚焦于一类特定的非相对论 MOND MI 模型,并将其预言与两种主力 MG 理论——AQUAL 和 QUMOND——进行对比。MI 模型可能预言更强的外场效应——例如对太阳邻域中的低加速度系统(如极宽双星)以及盘星系中的垂直运动。更一般地,该效应的作用机制颇为不同,并以不同方式依赖于系统的无量纲特征,如外场与内场的频率比、轨道偏心率等。这些模型预言银河系场在内太阳系中的效应远弱于 AQUAL/QUMOND 的预言。我还展示了非圆周运动——如垂直于盘的运动——如何修正 MI 为精确圆周轨道所预言的标准代数质量缺失-加速度关系(亦称 RAR)。这些及文中讨论的更多差异,有可能提供区分理论之途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.14334,
  title  = {MOND as manifestation of modified inertia},
  author = {Mordehai Milgrom},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14334},
  year   = {2023}
}

备注

27 pages, 2 Figures. Bases on a talk presented at the "MOND at 40'' conference at St' Andrews University, July 2023