General virial theorem for modified-gravity MOND
一个重要的和有用的关系是已知的持有在两个特定的MOND理论。它属于低加速度、孤立的质点系,m_p在r_p处,受到重力F_p的作用。它表示为sum_p r_p.F_p=-(2/3)(Ga 0)^{1/2}[(\sum_p m_p)^{3/2}- \sum_p m_p^{3/2}]; a0是MOND加速度常数。在这里,我表明,这种关系保持在任何修改的重力MOND理论的非相对论性的限制。它只遵循MOND的基本原则(适用于这类理论):在加速度低于a0时偏离标准动力学,在非相对论性的低加速度极限下时空尺度不变性。这意味着静态引力场方程的空间伸缩不变性,这反过来又导致了上述点质量维里关系。因此,基于这种关系的各种MOND预测和检验在任何修正的引力MOND理论中都成立。由于我们不知道任何现有的MOND理论都指向正确的方向,因此重要的是要确定这样的预测在更大的理论类别中成立。在这些预言中,有任意质量的MOND二体力,以及形式为σ ^2 =(2/3)(MGa 0)^{1/2}[1- \sum_p(m_p/M)^{3/2}]的一般质量-速度-色散关系,其中M是总质量。
2014-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Connecting Relativistic MOND Theories with Mimetic Gravity
本文揭示含单位类时向量场的相对论性 MOND 理论可借助共形/离散形式对称性与模拟引力等价互换,并提出构建新相对论性 MOND 理论的共形不变标量-向量-张量框架。
2025-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing MOND-like modifications to gravity using growth-rate measurements and one-loop corrections to the matter power spectrum
Universidade Federal do Rio Grande do Sul(南里奥格兰德联邦大学);Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais(国家空间研究所)
本研究构建类MOND引力理论的结构形成微扰框架,结合多组观测数据约束相关唯象场景,未发现偏离ΛCDM模型的显著证据,为检验该类引力修正的宇宙学可行性提供了系统框架。
2026-08-20 astro-ph.CO gr-qc
Mixed modified-gravity--modified-inertia MOND theories
Weizmann Institute(魏茨曼科学研究所)
本文研究同时修正引力与惯性的混合MOND理论,明确其特性及与纯修正引力、纯修正惯性理论的差异,展示其可产生多种MOND主要预测,揭示这类理论的广泛范围。
2026-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Measuring gravitational behavior at short distances in space: A local test for MOND/MOG
我们认为AQUAL理论-一种能够解决质量缺失问题的修正引力理论-并研究其在太阳系引力鞍点的微引力测试预测。我们报告说,AQUAL模型增强了重力鞍点周围的亚微米范围内的重力,到目前为止还没有被注意到。这种增强是可以测量的。因此,我们呼吁在太阳引力鞍点内实施微米引力测试。
2013-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parameterised free functions and saddle stresses in modified gravity
在以前工作的基础上,我们更广泛地探索了非相对论修正引力理论中自由函数的参数空间,表明实际上两个广泛的区域在不同模型之间具有相似的函数形式。使用不同的参数化,我们调查的缩放潮汐应力的影响,以及试图限制(迄今知之甚少)深MONDian缩放C。我们还考虑了一个新的中间MOND极限在这些理论和它告诉我们这些制度之间的过渡。最后,我们提出了一个模型独立的框架,其目的是约束MONDian参数空间使用未来的数据,如即将到来的LISA探路者任务。
2013-10-16 astro-ph.CO gr-qc
MOND as the weak field limit of an extended metric theory of gravity with a matter-curvature coupling
本文构造了具有物质曲率耦合的广义相对论f(R)引力理论F(R,L_matt),其弱场近似极限恢复了MOND的最简形式。我们通过(a)执行数量级方法和(b)通过将理论的结果场方程扰动到近似的最弱场极限来做到这一点。我们还计算测地线方程的理论,并表明它有一个额外的力量,一个事实,通常出现在一般的物质曲率耦合。这个arxiv版本在结尾处包含一个带有勘误的部分。
2020-08-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Quantum Gravity and Dark Matter
我们提出了一个全球物理和本地星系动力学之间的联系,通过量子引力。通过引入MONDian暗物质的概念,将冷暗物质(CDM)和修正牛顿动力学(MOND)的显著特征结合到一个统一的方案中,MONDian暗物质在星系团和宇宙学尺度上的行为类似于CDM,而在银河系尺度上则类似于MOND.
2011-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Alternatives to dark matter: Modified gravity as an alternative to dark matter
暗物质范式的首要替代品是修正引力。在介绍了星系的相关现象学之后,我回顾了MOND范式,这是任何理论都必须再现的观测结果的有效总结。一个简单的非线性修正引力理论在非相对论水平上对MOND是公平的,但不能以独特的方式提升到相对论水平。我详细介绍了协变张量矢量理论(TeVeS),它不仅恢复了MOND,而且还可以详细处理引力透镜和宇宙学。MOND和TeVeS在星系团的水平上的问题给予关注。我还总结了TeVeS宇宙学的现状。
2010-01-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quasi-linear formulation of MOND
本文提出了一种新的MOND引力修正势理论。实际上,该理论指出,质量分布ρ产生的MOND势φ是修正源密度ρ *=-(1/4 pi G)发散(g)的泊松方程的解,其中g=nu(|gN| /a0)gN,gN是ρ的牛顿加速度场。这使得φ仅仅是代数加速度场g的标量势。因此,该理论只涉及求解线性微分方程,一个非线性,代数步骤。它可以从一个作用量导出,满足所有通常的守恒定律,并给出组合体的正确质心加速度。该理论在某些方面类似于贝肯斯坦和米尔格罗姆的非线性泊松公式,但它与之不同,并且显然更容易应用。这两个理论被证明是作为牛顿引力的Palatini型公式的自然修改而出现的,并且是一个更大类的双势理论的成员。
2010-03-02 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy Cluster A1689 in Modified MOND, MOG and Emergent Gravity
我们在两个修改后的MOND框架(EMOND和我们所说的广义MOND或GMOND)的集群A1689模型的目的是确定是否有可能解释推断的加速度分布,从引力透镜,没有援助的暗物质。我们还将我们的结果与MOG/STVG和涌现引力的预测进行了比较。利用重子质量模型,我们确定了由修正的引力方程预测的总引力加速度,并将结果与文献中A1689的暗物质的NFW剖面进行了比较.理论参数推断经验,与以前的工作的帮助。我们能够重现GMOND,EMOND和MOG所需的A1689加速度曲线,但不能重现Emergent Gravity。还有更多的工作需要进行关于了解如何GMOND参数在不同的环境中的行为。此外,我们表明,准确的重子剖面变得非常重要时,进行修改的重力模型,而不是ΛCDM。
2017-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Does GW170817 falsify MOND?
引力波事件GW 170817和几乎同时发生的对应的伽马射线暴(GRB 170817 A)证伪了修正的引力理论,其中引力几何与物理几何不一致。因此,这一事件的观测结果明确排除了一些理论,如TeVeS,这是Milgrom修正的牛顿动力学(MOND)的相对论扩展,预测电磁辐射和引力辐射的夏皮罗延迟显著不同。虽然没有证伪MOND本身,但GW 170817严格限制了MOND的相对论扩展,使其不依赖于额外的物质耦合场,而是依赖于一个通用引力和物理度量的修正场方程。这里我举一个简单的偏好框架理论作为例子。
2018-05-17 astro-ph.CO gr-qc
Bimetric MOND gravity
本文提出了一种新的相对论性MOND公式,它包含两个独立的自由度:MOND度规g_mn和一个辅助度规g*_mn。主要思想取决于这样一个事实,即我们可以从两个度规的列维-奇维塔联系的差C^a_bc中形成张量,这些张量的作用就像引力加速度。在MOND的上下文中,我们可以从C^a_bc/a0的收缩中形成无量纲的“加速度”标量及其函数。我研究一类由引力拉格朗日密度b sqrt(g)R+a sqrt(g*)R* -2(gg*)^{1/4}f(k)a0^2M(U/a0^2)的作用量控制的双度量MOND理论,(g_mn,psi)+I*(g*_mn,chi),其中U是C^a_bc中的标量二次项,k=(g/g*)^{1/4},并且允许存在与g*_mn单独耦合的孪生物质chi。特别地,我专注于标量U的一个有趣而简单的选择。这个理论只引入了一个新的常数a0;在a0趋于0的极限下,它简单地趋向于广义相对论,而在非相对论极限下,它趋向于一个唯象上有效的MOND理论。该理论很自然地给出了MOND和“暗能量“效应来自作用中的同一项,两者都由MOND常数a0控制。至于非相对论系统的引力透镜--相对论MOND理论的圣杯--该理论预测,控制超光速粒子运动的同一个势也以与GR相同的方式决定了透镜。最后一个结果可以用其他U的选择来修改,但透镜仍然是增强的,类似于MOND,具有有效的对数势。
2010-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the tension between the Radial Acceleration Relation and Solar System quadrupole in modified gravity MOND
本文发现MOND的AQUAL和QUMOND表述在解释SPARC RAR与卡西尼太阳系四极矩测量时存在8.7σ张力,移除含核球星系可降至1.9σ,并首次将AQUAL扁平系统修正应用于RAR拟合。
2024-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
The globular cluster NGC 2419: a crucible for theories of gravity
本文分析了用Keck/DEIMOS拍摄的球状星团NGC 2419中恒星的运动学数据。结合再分析深HST和斯巴鲁成像数据,这提供了一个准确的光度分布的集群,我们研究了一个大的动力学模型的系统,通过N体模拟检查稳定性的有效性。我们发现,各向同性模型,无论是牛顿或修正牛顿动力学(MOND)被排除了极高的信心。然而,一个简单的Michie模型在牛顿重力与各向异性的速度色散提供了一个很好的代表性的光度分布和运动学。与此相反,与MOND,我们发现,Michie模型,再现光度分布要么过度预测的速度色散的外围集群,如果质量与光的比例是保持在天体物理学的动机值,否则,他们低估了中央速度色散的质量与光的比例是非常小的。我们发现,在MOND最好的米奇模型是一个因素的10000不太可能比牛顿模型,最适合的系统。当我们研究更一般的模型时,通过用马尔可夫链蒙特卡罗方法求解Jeans方程,发现似然比为350。我们用N体模拟验证了当考虑MOND外场效应时,这些结果没有显著差异。如果假设的集群是在动力学平衡,球形,而不是在一个特殊的轨道上,并拥有一个单一的动力学示踪人口常数M/L是正确的,我们的结论是,目前的观测提供了一个非常严峻的挑战MOND。[删节]
2011-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Testing MOG, Non-Local Gravity and MOND with rotation curves of dwarf galaxies
修正引力(MOG)和非定域引力(NLG)是广义相对论的两种替代理论。他们能够解释螺旋星系和星系团的旋转曲线,而不包括暗物质(Moffat & Rahvar 2013,2014; Rahvar & Mashhoon 2014)。在弱场近似下,这两个理论有类似的形式,有效引力势有两个分量:(i)牛顿引力,引力常量增加了一个因子$(1+α)$;(ii)汤川型势,产生一个长度标度为$1/μ$的排斥力。在这项工作中,我们比较了小东西目录中的矮星系的旋转曲线与MOG,NLG和修正的牛顿动力学(MOND)的预测。我们发现,这些理论的通用参数,可以拟合的旋转曲线的矮星系与更大的恒星质量的光比相比,在银河系附近的恒星。未来对矮星系中恒星质量函数的直接观测可以检验不同的修正引力模型。
2017-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Perspective on MOND emergence from Verlinde's "emergent gravity" and its recent test by weak lensing
我们强调Verlinde最近提出的没有暗物质的星系中的质量异常的现象学方面-特别是在他们的关系MOND。尽管这种方法是MOND知识中值得欢迎的补充,但到目前为止,它只再现了MOND现象学的一小部分,而且在其理论基础和现象学方面仍然是相当试探性的。到目前为止,Verlinde从这种方法中提取的是一个公式--适用性相当有限,而且看不到推广的道路--用于球形、孤立、静态重子系统的有效引力场。由于盘星系具有丰富的MOND现象,这个公式不能用来计算它们的引力场。值得注意的是,它不能预测它们的旋转曲线,除非渐近。它不适用于少数或多体问题;因此,它不能给出,例如,两个星系之间的两体力,或用于进行N体计算的星系形成,演化和相互作用。该公式不能应用于嵌入外部场的系统的内部动力学,MOND预测了重要的后果。MOND由成熟的拉格朗日理论支持,这些理论可以并且经常应用于所有上述现象,等等。Verlinde的公式,就目前的情况而言,与太阳系和可能的地球表面的限制有很大的冲突,并且不能完全解释星系团核心的质量异常(MOND中的一个长期难题)。事实上,最近对该公式的弱透镜测试是对MOND的一个基础预测的测试,该公式确实重现了这一预测,并且之前已经以同样的方式进行了测试。
2017-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
MOND-like Fractional Laplacian Theory
我提供了一个推导Milgrom的修改后的牛顿动力学(MOND)从分数版本的牛顿理论的基础上的分数泊松方程的一些特性的影响。利用分数阶拉普拉斯算子的性质研究了该模型的基本解的特征。MOND和这里介绍的分数理论之间的关键区别在于,后者是一个固有的线性理论,具有特征长度尺度$\ell$,而前者本质上是最终非线性的,其特征是加速度尺度$a_0$。利用塔利-费希尔关系,当分数阶$s$接近$3/2$时,我将从牛顿引力修正中产生的长度尺度$\ell$与MOND的临界加速度$a_0$联系起来。最后,星系旋转曲线的变阶版本的模型的影响进行了讨论。
2020-06-20 astro-ph.CO gr-qc
Origin Of Tidal Structures In Modified Gravity
质量缺失的问题还没有得到决定性的解决。观测表明,如果引力是要修改的,那么MOND理论是它在星系尺度上的最佳近似。MOND建议在低加速度的极限下调整物理定律。通过对MOND和牛顿引力与暗物质的相互作用星系的比较模拟,揭示了两个主要的区别:1)MOND中的星系可以有近距离飞越而不会以合并结束,因为动力学摩擦较弱,2)MOND中的潮汐矮星系非常容易形成。当这是结合的事实,许多相互作用的星系在高红移观察,我们获得了一个新的角度对潮汐功能:它们往往是由非合并的遭遇和潮汐的潮汐矮星系的潮汐破坏。在这里,我们提出的结果,从我们的自洽MOND $N$体模拟的一个密切的飞越两个星系类似的银河系。事实证明,大多数传统上被分配给星系合并的结构类型都可以通过非合并相遇形成,包括潮汐臂,桥,流,壳,盘扭曲,厚盘,最有可能的是卫星盘。MOND在解释星系动力学方面的成功提示我们,这种潮汐结构的形成方式应该得到认真的考虑。
2019-08-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relativistic MOND as an alternative to the dark matter paradigm
Milgrom的修正牛顿动力学(MOND)提供了一种有效的方法来总结星系的现象,它不依赖于暗物质的概念,它有很大的预测能力。在这里,我简要地回顾MOND以及它作为一个非相对论性修正引力理论AQUAL的实现。如果要避免暗物质,引力透镜和宇宙学需要一个不同于广义相对论的相对论引力理论。近年来,这样一个理论,T $e$ V $e$ S,已经从AQUAL与桑德斯的类时向量场的结合中出现。我讨论它的结构和它的一些成功和缺点。
2009-01-12 astro-ph.CO
Tensor-vector-scalar-modified gravity: from small scale to cosmology
标准宇宙学模型令人印象深刻的成功向许多人表明,它的成分是解释星系及其系统所需的全部。我总结了这个程序的一些已知问题。它们可能标志着标准引力理论在星系尺度上的失败。替代引力理论的必要线索可能在于MOND范式,它已被证明是对星系现象学的有效总结。一个简单的非线性修正引力理论在非相对论水平上对MOND是公平的,但不能始终如一地提升到相对论地位。这些障碍首先被TeVeS(一种协变的修正引力理论)的公式化所克服。我回顾了它的结构,它的MOND和牛顿的限制,以及它在面对星系现象学的表现。总结了TeVeS宇宙学的特点,并描述了与强、弱引力透镜数据的对抗
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Entropic gravity, minimum temperature, and modified Newtonian dynamics
Verlinde将标准牛顿引力解释为熵力的启发性论证通过引入全息屏幕上微观自由度的最低温度(或最大波长)来推广。用最简单的可能装置,由测试质量m感受到的来自距离R处的质点M的重力加速度的结果被发现具有Milgrom建议的修正牛顿动力学(MOND)的形式。相应的MOND型加速常数与最低温度成正比,这可以解释为出现的de-Sitter空间的Unruh温度。这为局部MOND型两体系统和宇宙学之间的联系提供了一种可能的解释。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified Gravity and the Phantom of Dark Matter
天体物理数据分析的弱场预测支持的说法,修改的重力(MOG)理论提供了一个自洽的,标度不变的,星系旋转曲线的通用描述,而不需要非重子暗物质。比较Milgrom的修正动力学(MOND)的预测提供了一个最佳的拟合和实验确定的通用值的MOND加速度参数。修正的引力理论的预测相比,冷的非重子暗物质(CDM)的预测,包括一个恒定密度的核心修改的拟合公式,它产生良好的适合星系旋转曲线,包括低表面亮度和矮星系。分析星系团的质量分布推断从X射线光度测量,从附近最小的星系团的星系团的最大的,它表明,虽然MOG提供一致的拟合,MOND不适合观察到的形状的集群质量分布的任何值的MOND加速参数。CDM的预测比较证实,而Navarro-Frenk-White(NFW)拟合公式不适合观察到的星系团质量分布的形状,核心修改的暗物质拟合公式提供了极好的最佳拟合,支持重子是动态的重要分布的暗物质晕的假设。
2009-08-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Comment on "The Real Problem with MOND" by Scott Dodelson, arXiv:1112.1320
我们评论arXiv:1112.1320,并指出,重子振荡的物质功率谱,而预测的理论,不包括碰撞冷暗物质,强烈抑制的统计窗口函数,用于处理有限大小的星系样本。我们断言,与目前的数据集,物质功率谱的斜率是一个理论的有效性强得多的指标。我们还认为,MOND不应该被用来作为一个strawman理论,因为它不是一般的代表修改的引力理论;一些理论,特别是我们的标量矢量张量修改引力(MOG),提供了更成功的预测宇宙学观测。
2011-12-19 astro-ph.CO
GravitoMagnetic Force in Modified Newtonian Dynamics
我们引入规范矢量张量(GVT)理论,通过扩展AQUAL的方法引力电磁(GEM)近似的引力。GVT是一个广义协变的引力理论,它由一个伪黎曼度规和两个U(1)规范连接组成,在很弱的引力场的极限下,它再现了MOND,而在强引力场和牛顿引力场的极限下,它与Einstein-Hilbert引力理论保持一致。GVT还提供了一个简单的框架来研究GEM近似重力。我们证明了星系边缘的引力磁力可以与GVT或ΛCDM一致,但不能同时与两者一致。我们还研究了太阳-木星系统引力鞍点附近GVT理论的物理性质。我们注意到,GVT理论的决定性拒绝要求测量太阳-木星MOND窗口内的重力电场和重力磁场,或者两个不同的太阳GVT MOND窗口内的重力电场。然而,GVT理论将通过在单个MOND窗口内观察重力电场的异常而受到青睐。
2013-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic MOND theory based on the Khronon scalar field
我们研究了一个模型的修改后的重力恢复修改后的牛顿动力学(MOND)在非相对论性的限制,在弱场制度的基础上,引入一个优选的时间叶理违反洛伦兹不变性。洛伦兹不变性破坏已经在爱因斯坦-以太理论的框架下进行了研究,它的推广,称为非正则爱因斯坦-以太理论,已经被提出作为MOND的相对论表述。我们的模型可以被看作是超曲面正交情况下的最小专门化,这允许在优选时间方面的不同解释:它可以被视为4D公式中的动态标量场,或者被选择为3+1公式中的时间坐标。我们讨论了这两种观点的等价性和模型的非相对论性极限。
2012-05-02 astro-ph.CO gr-qc
Verlinde's emergent gravity versus MOND and the case of dwarf spheroidals
在最近的一篇论文中,Erik Verlinde发展了一种有趣的可能性,即时空和引力可能从底层微观理论的纠缠结构中出现。在这幅图中,暗物质的产生是对粒子物理学标准模型的响应,它来自于构成宇宙暗能量成分的离域自由度。然后,暗物质物理学由一个特征加速度标度$a_0$来调节,该标度与我们所居住的(准)德西特宇宙的半径相一致。对于点粒子物质源,或扩展球对称物体外,恢复了MOND的经验拟合公式。然而,当考虑星系的内部结构时,Verlinde的理论与MOND理论有很大的不同,在一个规则的大质量天体的中心有2倍的不同。为了说明,我们使用银河系的八个经典矮球状卫星。这些物体是模型的完美测试平台,因为它们近似球对称,测量运动学,并确定丢失的质量。我们表明,没有最大变形的假设,Verlinde的理论可以适合矮椭球体的速度色散曲线,而不需要额外的暗粒子成分。如果考虑到最大变形,该理论导致的质光比略大于恒星星族和形成历史研究的预期。我们还比较了我们的结果与McGaugh { \it et al}最近的唯象插值MOND函数,并发现一个偏离,对于这些星系,是一致的散射在当前的观测。
2018-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Alternative approach to gravity and MOND
为了使经典引力二体问题也适用于弱引力场,本文对经典引力二体问题进行了推广。运动方程对地球和大宇宙尺度都成立,牛顿引力定律代表了广义形式的数学极限。动机来自于星系自转曲线的观测结果。没有假设存在暗物质。物理学的关键定律成立,并且系统的势能相对于两个物体的质量是对称的。几十年来发表的结果的缺点,包括MOND理论和错误但熟悉的方法,被克服。强调了对寻找基本物理理论的影响。过去几个世纪的一些传统思想不适用于小加速度区,例如,使用势和场的拉格朗日密度的最小作用量原理不起作用。我们可以期待我们对宇宙演化的理解发生巨大变化。
2020-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lunar system constraints on the modified theories of gravity
质量缺失问题的MOND范式需要引入一个通过观察和实验来识别的泛函。我们认为AQUAL理论是MOND的一种实现。我们表明,地球GM测量的月球激光测距和各种人造地球卫星,包括LAGEOS卫星的精确跟踪的精确值,限制这个功能,使一些选择/建议的功能被驳回。
2013-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Testing MOND gravity in the shell galaxy NGC 3923
上下文椭圆星系NGC 3923被许多恒星壳包围,这些恒星壳是以星系核心为中心的同心弧。它们很可能是一次小合并的结果,它们由近径向轨道的恒星组成。对于给定的势,可以计算合并后给定时间的壳半径,并与观测结果进行比较。修正的牛顿动力学(Modified Newtonian Dynamics,MOND)是一种旨在通过在小加速度极限下修正经典动力学定律来解决质量缺失问题的理论。Hernquist和Quinn(1987)声称NGC 3923的壳层分布与MOND相矛盾,但Milgrom(1988)在他们的工作中发现了几个实质性的矛盾。目标。我们测试是否观察到的壳分布在NGC 3923是一致的MOND使用当前的观测知识的壳的数量和位置和宿主星系表面亮度剖面,这取代了在20世纪80年代的数据时,最后(和负)测试MOND的可行性进行NGC 3923。方法.利用Spitzer空间望远镜拍摄的NGC3923的3.6 μ m带通图像,我们构造了该星系的质量分布。壳半径在MOND的演变,然后使用解析公式计算。我们使用27个目前观察到的壳层,并允许它们的多代形成,不像Hernquist & Quinn使用当时已知的18个壳层的一代模型。结果我们的模型再现了所观察到的壳半径,最大偏差为5%的27个已知的壳中的25个,同时保持合理的形成方案。壳系统的多代性质,从潮汐破坏矮星系的幸存核心的连续通道产生的,是我们的极端…
2013-09-13 astro-ph.CO
Another Path for the Emergence of Modified Galactic Dynamics from Dark Matter Superfluidity
在最近的工作中,我们提出了一个新的理论,暗物质(DM)超流相匹配的成功的LambdaCDM模型在宇宙尺度上,同时再现修改牛顿动力学(MOND)现象在星系尺度上。负责调节MONDian力定律的介质是耦合到普通(重子)物质的超流声子。在本文中,我们提出了另一种方式的MOND现象出现DM超流性。其中心思想是在超流有效理论中使用更高的梯度修正。这些次高阶项涉及引力势的梯度,因此有效地修正了引力定律。在这个过程中,我们发现了一个新的机制,产生非相对论MOND行动,从一个理论,是完全解析的所有字段变量。这个想法,灵感来自于量子机制,利用了离散对称的自发破缺。对于大的加速度,对称性是不破缺的,作用量减少到爱因斯坦引力。当加速度很小时,对称性自发破缺,作用量退化为MONDian引力。然而,从宇宙学的角度来看,宇宙总是处于爱因斯坦引力的恢复阶段。因此,密度微扰的膨胀历史和线性增长与λ CDM宇宙学是无法区分的。
2016-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
From galactic bars to the Hubble tension: weighing up the astrophysical evidence for Milgromian gravity
天文观测揭示了我们对物理学理解的一个主要缺陷--$-$--鉴于我们目前对引力的理解,爱因斯坦的广义相对论(GR),可检测的质量不足以解释在大量不同系统中观察到的运动。这种重力缺失的问题可能表明GR在低加速度下的崩溃,正如Milgromian动力学(MOND)所假设的那样。我们回顾MOND理论及其后果,包括在宇宙学的背景下,我们主张一种混合的方法,涉及光无菌中微子来解决MOND的集群规模的问题。然后,我们使用来自星系、星系群、星系团和宇宙大尺度结构的证据来检验MOND的新预测。我们还考虑了标准宇宙学范式($Λ$ CDM)是否可以解释观测结果,并回顾了几个以前发表的非常重要的证伪。我们的总体评估考虑了数据与每个理论一致的程度以及每个理论在容纳数据时的灵活性,金标准是一个明确的$a~priori$预测,而不是由所讨论的数据提供信息。我们的结论是,MOND是赞成的大量数据在一个巨大的天体物理尺度范围,从kpc尺度的银河酒吧的Gpc尺度的本地超空和哈勃紧张,这是缓解MOND通过增强宇宙方差。我们还考虑了几个未来的测试,主要是在尺度比星系小得多。
2022-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Scale Invariance at low accelerations (aka MOND) and the dynamical anomalies in the Universe
银河系和整个宇宙都表现出巨大的动力学异常:它们中观测到的物质非常缺乏足够的引力来解释它们的动力学。对这一难题的主流反应是援引大量的“暗物质”-据称它提供了所需的额外引力-以及“暗能量”,以解释宇宙学中的进一步异常现象,如观察到的加速膨胀。MOND范式提供了一个不同的解决方案:在低加速度的限制下(低于某个加速度$a_0$)对标准动力学(重力和/或惯性)进行分解。在这个极限下,动力学变成时空尺度不变,并由引力常量$\mathcal{A}_0\equiv Ga_0$控制,它取代了牛顿的$G$。有了新的动力学,星系中异常的各种详细表现被预测,而不需要暗物质。宇宙学的异常现象可以,但不一定与小的加速度有关。例如,如果相关的引力常量是$\approx 2πG$,那么在解释宇宙膨胀历史时就不需要暗物质了。这种$G$的“重整化”可能是MOND理论的一个无量纲参数。常数$a_0$原来带有宇宙学的内涵,在那个$2πa_0\approx cH_0\approx c^2(Λ/3)^{1/2}$中,$H_0$是宇宙目前的膨胀率,而$Λ$是测量的“宇宙学常数”。有一些MOND理论认为这种“巧合”是自然的。我借鉴了从量子理论到MOND聚光灯方面的启发性历史和概念类比。我还解释了MOND如何可能与量子真空对局部动力学的影响有很强的联系。
2016-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A Nonlocal Realization of MOND that Interpolates from Cosmology to Gravitationally Bound Systems
Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎高等师范学院物理实验室,ENS,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎西岱大学);Department of Physics, University of Florida(佛罗里达大学物理系)
本文提出一个非局部引力修正模型,能够插值引力束缚系统与宇宙学现象之间的MOND效应。
2026-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMBR anisotropy in the framework of cosmological extrapolation of MOND
在银河系尺度上建立了一个包含临界加速度的修正引力模型,并通过Ia型超新星的实验数据得到了验证,该模型能拟合观测到的宇宙微波背景辐射各向异性多极谱,从而构造性地模拟出宇宙中由超越广义相对论的动力学引起的暗区.物理后果,可验证的预测和可证伪的问题列出和讨论。
2012-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A first attempt to differentiate between modified gravity and modified inertia with galaxy rotation curves
修正牛顿动力学(MOND)在星系尺度上的现象学可能指向修正重力(MG)或修正惯性(MI)的更基本的理论。在本文中,我们测试的适用性的全球深MOND参数$Q$预测MG和MI理论之间的$10\%$水平变化。利用盘星系的模拟观测分析模型,我们研究了几个观测不确定性,建立了一套实际星系的质量要求,并在确定$Q$中得到系统修正。实施我们的质量要求,以获得$15$星系,这是足够接近的深MOND制度,以及有足够的扩展和采样的旋转曲线。对于这些星系,$Q$的平均值和中值似乎有利于MG理论,尽管MG和MI的预测与$1.5σ$中的数据一致。通过对极低表面亮度星系的重要样本进行扩展和精细采样的旋转曲线测量,可以提高测定$Q$的精度。
2020-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Hubble Constant, Lensing, and Time Delay in Relativistic MOND
星系引力透镜系统的时间延迟被用来确定哈勃常数的值。正如在星系尺度上的其他动力学现象一样,暗物质经常被引用到引力透镜中来解释“丢失的质量”(动力学质量和发光质量之间的明显差异)。或者,修正的重力可以用来解释这种差异。本文采用修正牛顿动力学(MOND)的相对论版本--张量-矢量-标量引力(TeVeS)来研究引力透镜现象,并推导出计算哈勃常数所需的公式。在文献中,我们用椭圆星系对类星体透镜效应进行了验证。我们专注于时间延迟测量的双图像系统。三个候选物适合于我们的研究:HE 2149-2745、FBQ J 0951 +2635和SBS 0909+532。得到的哈勃常数与中微子宇宙学模型中CMB结果的拟合值一致。
2013-10-09 astro-ph.CO
The Real Problem with MOND
宇宙中的引力势比观测到的可见物体所预期的要深,这一现象通常归因于暗物质,可能是一种新的基本粒子。在观测到这样的粒子之前,对暗物质的判断仍然是不确定的,必须考虑修正的引力模型。这类模型在弱场极限下简化为改进的牛顿动力学模型(MOND),可以很好地拟合星系的自转曲线,预测以气体为主的星系中重子质量与速度的关系,解释本星系群的性质。国防部最初面临的一些挑战已经克服,但其他挑战仍然存在。在这里,我指出了MOND面临的最严峻的挑战。
2011-12-06 astro-ph.CO hep-ph
Modified Gravity and Large Scale Flows
由过密度场和从质点上以r^-2形式衰减的引力加速度重建局部速度场,得到的速度与用星系距离指示器测得的特殊速度基本一致。MONDIAN重力没有。为了量化这一点,我们引入了速度角关联函数作为诊断特有的速度场的对齐和相干性作为规模的函数。它与宇宙学标准模型中结构形成的偏置参数和MOND的加速参数无关。修正后的重力加速度与观测到的大尺度结构一致,需要在大距离处渐近于零,更像是r^-2,而不是r^-1。
2015-05-07 astro-ph.CO
Distinguishing Standard from Modified Gravity in the Local Group and beyond
本文通过星系团碰撞速度、本地星系群中银河系与仙女座星系的飞掠历史及高速矮星系候选体等检验,探讨如何区分MOND与ΛCDM,并利用MOND计算银河系逃逸速度曲线以验证其有效性。
2018-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
$d_{\ell}(z)$ and BAO in the emergent gravity and the dark universe
我们证明了$Λ$ MOND宇宙学是由E. Verlinde的突现引力理论只包含恒定的暗能量和重子物质,它们在星系尺度上和星系尺度以外都受线性逆引力的支配。红移关系,即Ia型超新星的$d_\ell(z)$与标准$Λ$ CDM宇宙学一样好。但在一个较宽合理的参数空间内,$Λ$ MOND给出了太强的重子声学振荡,即在物质功率谱上的BAO信号,这与各种星系巡天和计数实验的观测结果相矛盾。
2017-01-03 astro-ph.CO hep-th
The formation of early-type galaxies through monolithic collapse of gas clouds in Milgromian gravity
对早型星系(ETG)中恒星星族的研究表明,质量越大的星系形成越早,恒星形成历史(SFH)越短。在这项研究中,我们研究了ETG形成的初始条件。这项研究开始于Milgromian(MOND)引力下非旋转的大爆炸后气体云的坍缩。这些产生的ETG的恒星形成时间尺度(SFT)与真实宇宙中观察到的相当。将这些坍缩模型与观测结果进行比较,我们对大爆炸后气体云的初始大小和密度进行了限制,以形成ETG。模型星系的有效半径-质量关系与观测到的关系不一致。讨论了以后半径扩大的可能机制。使用流体动力学MOND模拟,这项工作因此首次表明,观察到的ETG的SFT可能是一个自然发生的MOND范例。我们表明,不同的反馈算法改变的星系的演化只有在一个非常小的程度上MOND。然而,第一批恒星在真实宇宙中的形成速度比仅仅从这里研究的引力坍缩机制所能达到的速度要快得多。基于暗物质的宇宙学结构形成模拟不同意所观察到的SFT在超过5西格玛的信心。
2022-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can MOND type hypotheses be tested in a free fall laboratory environment?
修正牛顿动力学(MOND)的开始所需的物体加速度非常小,这使得在传统的地面实验室中测试假设几乎是不可能的。这是由于地球的背景加速度很大,它被传递到设备内的测试物体的加速度。然而,我们表明,它可能是可能的测试MOND型的假设与实验,使用传统的设备能够跟踪非常小的加速度的组件,但在本地惯性系,如人造卫星和其他自由落体实验室。例如,在这些实验室中,涉及光学干涉仪或扭秤的实验将显示非线性动力学,并且位移幅度大于预期。这些实验也可能能够测试MOND对强等效原理的潜在违反,并区分其两种可能的解释(修正惯性和修正重力)。
2013-05-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc