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以太-标量-张量理论中的星系团模型:等温球与奇特现象

宇宙学与河外天体物理 2023-12-05 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

以太-标量-张量(AeST)理论是广义相对论(GR)的一种扩展,在其静态弱场极限下能够支持修正牛顿动力学(MOND)行为,并产生类似于ΛCDM的宇宙学演化。我们考虑该理论中的静态球对称弱场解,并证明所得方程可简化为一个关于引力势的单一方程。当势的导数经过零点时,简化方程出现明显的孤立奇点,我们展示了如何通过演化我们发现的相应哈密顿系统的正则动量来消除这些奇点。我们在三种情况下构造解:(i) 有界球状物体外部的真空,(ii) 扩展的给定源内部,以及 (iii) 流体静力学平衡下的等温气体,作为星系团的简化模型。我们表明,先前在真空情况下得到的牛顿和MOND regime之后的振荡行为在等温球中仍然存在,并且AeST中的气体密度分布可能比牛顿或MOND对应情况更压缩。我们为等温球构造了AeST中的径向加速度关系(RAR),发现它可以在由AeST弱场质量参数、系统质量和引力势边界值决定的加速度范围内出现一个峰值,即相对于MOND RAR的增强。对于较低的加速度,AeST RAR下降到MOND预期之下,仿佛存在负质量密度。星系团RAR的类似观测特征已有报道。这说明了AeST在解决MOND在星系团中的不足方面的潜力,但全面的定量比较需要超越等温情况。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.00889,
  title  = {Towards galaxy cluster models in Aether-Scalar-Tensor theory: isothermal spheres and curiosities},
  author = {Amel Durakovic and Constantinos Skordis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.00889},
  year   = {2023}
}

备注

34 pages, 11 figures