牛顿分数维引力与无暗物质星系

我们将一种替代引力模型——牛顿分数维引力(NFDG)应用于一些几乎不含或完全不含暗物质的显著星系案例。对于超弥散星系AGC 114905,我们表明NFDG方法可以通过使用可变分数维 $D\left (R\right )$ 有效再现观测到的旋转曲线,正如先前研究中对其他星系所做的那样。对于AGC 114905,我们得到范围 $D \approx 2.2 -3.2$ 内的可变维数,但我们的固定 $D =3$ 曲线仍能在误差范围内拟合所有实验数据。这证实了其他研究的结论,即该星系的动力学几乎可以完全由重子质量分布单独描述。然而,我们的NFDG模型无需使用任何暗物质成分即可解释残余差异。对于NGC 1052-DF2,我们基于应用于球状星团速度弥散的维里定理的NFDG推广给出一个论证,表明一般而言,观测与预测速度弥散之间的差异可归因于所考虑天体结构的总体分形维数 $D <3$,而非暗物质的存在。对于NGC 1052-DF2我们估计 $D \approx 2.9$,从而证实该星系几乎遵循标准牛顿行为。我们还考虑了子弹星系团并合(1E0657-56)的案例,它被认为是暗物质存在的最有力证据之一。一个简化但有效的碰撞NFDG模型表明,该并合的观测下落速度可由系统在 $D \simeq 2.4 -2.5$ 范围内的分数维解释,同样未使用任何暗物质。