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MOND 与暗物质之争:基于历史相似性的审视

星系天体物理 2020-03-09 v3 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 物理学史与哲学

摘要

MOND 是一种范式,主张在不引入“暗”组分(如“暗物质”与“暗能量”)的情况下解释宇宙中的质量缺失现象。它通过取代牛顿动力学与广义相对论,在极低加速度下偏离二者来实现这一点。考虑到读者包括科学史与科学哲学学者以及物理学家与天文学家,我在本综述中描述 MOND 的主要方面——其表述、基本信条、主要预言及对这些预言的检验——并将其与暗物质范式进行对比。随后我讨论 MOND 可能的更广泛影响,例如 MOND 常数 a0a_0 的潜在意义,及其对 MOND 植根于宇宙学的可能的启示。在此过程中,我指出其与若干新兴范式历史实例的相似性,特别是哥白尼世界图景、量子物理以及相对论的兴起,涉及它们的初始出现、发展、概略结构及影响。例如,理论与其推论定律之间的相互作用,以及由这些定律看似无关的表现所推导出的、具有收敛值的新常数的核心地位。我展示 MOND 如何已经发掘出若干未曾预料到的星系动力学定律(其中 a0a_0 确为核心),对其先期预言并随后得到验证。我类比新范式与旧范式之间的斗争,以及此类斗争时期出现的混合范式。我也试图在那些已确立范式的历史中辨识出一个可与 MOND 今日阶段相比拟的阶段。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.04368,
  title  = {MOND vs. dark matter in light of historical parallels},
  author = {Mordehai Milgrom},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.04368},
  year   = {2020}
}

备注

29 pages, 19 figures, Based on a talk at the conference `Dark Matter & Modified Gravity', Aachen, February 2019 Added a discussion of gravitational waves. Added references