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统一引力结构的静态分析:一种依赖尺度的标量场引力作为暗物质的替代方案

宇宙学与河外天体物理 2014-01-24 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

目标。我们研究了标量 - 张量引力中标量场的引力效应,以此作为暗物质的替代方案。受变色龙 (chameleon)、对称子 (symmetron) 和 f(R) 引力模型的启发,我们研究了一种现象学情景,其中标量场具有质量(即相互作用长度)以及与普通物质的耦合常数,且这两者均随所考虑天体系统的局部性质而变化。方法。我们利用在此背景下获得的修正引力势分析了该情景的可行性,并将其分别应用于星系团中的星系动力学以及椭圆/旋涡星系中的热气体/恒星动力学。这旨在作为评估这种新方法在“替代引力”模型背景下可行性的第一步。结果。主要结果如下:1. 所提出的标量场可以极好地拟合椭圆星系的速度弥散,其模型显著性与经典的 Navarro-Frenk-White 暗晕轮廓相当;2. 对椭圆星系中恒星动力学和气体平衡的分析表明,标量场可以以不同的强度(不同的耦合常数)与普通物质耦合,从而产生和/或取决于不同物质组分的团簇状态;3. 椭圆星系和旋涡星系结合星系团,显示出理论参数之间明显的相关性,这表明我们的结果在所有尺度上具有普遍有效性,并为我们所考虑的所有类型引力系统理论的统一指明了方向。所有这些结果表明,所提出的标量场情景可以作为暗物质的有效替代方案。

关键词

引用

@article{arxiv.1211.1019,
  title  = {Unifying static analysis of gravitational structures with a scale-dependent scalar field gravity as an alternative to dark matter},
  author = {David F. Mota and Vincenzo Salzano and Salvatore Capozziello and Nicola R. Napolitano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1211.1019},
  year   = {2014}
}

备注

23 pages, 15 figures, 5 tables, accepted for publication on Astronomy & Astrophysics