The mass discrepancy acceleration relation in early-type galaxies: extended mass profiles and the phantom menace to MOND
螺旋星系周围的暗物质（DM）晕似乎与它们的重子含量合谋：根据经验，只有在普遍特征加速度标度以下才能推断出大量的DM。此外，重子和动力学质量之间的差异，这通常被解释为DM的存在，遵循一个非常紧密的质量差异加速度（MDA）关系。它的普遍性，以及它在螺旋星系中的紧密性，对DM的解释提出了挑战，并被用来支持修正的牛顿动力学（MOND）。在这里，我们测试这是否适用于早期类型的星系。我们使用Cappellari等人基于ATLAS $^{3D}$和SLUGGS数据的快旋早型星系动力学模型，这是第一次对这类星系进行均匀研究，达到~4 $R_e$，其中DM开始占总质量预算的主导地位。我们发现早型星系遵循类似于螺旋星系的MDA关系，但系统地偏移。此外，虽然从星系动力学推断的质量密度剖面的斜率显示出与假设MOND的恒星含量预期的一致性，但个别星系的一些剖面显示出差异。
2016-06-30 astro-ph.GA
Acceleration in Modified Gravity (MOG) and the Mass-Discrepancy Baryonic Relation
一般协变修正重力（MOG）理论中的运动方程导致弱引力场和非相对论性极限对牛顿重力加速度定律的修正，用两个参数$α$和$μ$表示。参数$α$决定引力场的强度，$μ$是矢量场$ϕ_μ$的有效质量，与重子物质的引力强度耦合。弱场引力和非相对论粒子的MOG加速定律已被证明适用于大范围的星系、星系团以及子弹团和训练残骸团的合并。我们证明了一个质点源的MOG加速定律与McGaugh等人的一致，对153个旋转支撑的旋涡星系和不规则星系的X射线衍射样品，研究了星系自转曲线所描绘的径向加速度与重子物质分布之间的相关性。
2016-10-27 astro-ph.GA gr-qc
The $Λ$CDM simulations of Keller and Wadsley do not account for the MOND mass-discrepancy-acceleration relation
Keller和Wadsley（2016）最近自鸣得意地暗示，MOND的终结可能即将到来。这是基于他们的声明，即他们高度限制的$Λ$ CDM模拟星系样本与观测到的MOND质量差异加速度关系（MDAR）“一致”，特别是McGaugh等人（2016）最近更新的MOND质量差异加速度关系（MDAR）。据此，他们推断“$Λ$ CDM与MDAR完全一致”。我解释了为什么这些模拟星系没有显示$Λ$ CDM占MDAR。a.他们模拟的星系样本只包含18个高质量星系，在重子质量一个数量级的狭窄范围内，在观测到的最高端，质量跨越4.5个数量级。更重要的是，模拟样本中没有低质量、低加速度的星系--大量的星系--这些星系封装了预测和观察到的MDAR的关键和非平凡的方面。模拟MDAR的低加速度部分是从模拟的高质量星系的平坦速度曲线区域实现的，而不是微不足道的。B.一半的模拟星系有“错误”的旋转曲线，与任何观察到的都有很大的不同。这并不能阻止这些错误的星系躺在观测到的MDAR上（同样是出于微不足道的原因）。事实上，它们定义了模拟MDAR的高加速分支。C.首先，即使通过模拟允许的精心调整使$Λ$ CDM与MDAR“一致”，这也不会影响MOND，它预测的比MDAR多得多。
2016-10-24 astro-ph.GA gr-qc
MOND impact on and of the recently updated mass-discrepancy-acceleration relation
McGaugh等人（2016）使用他们广泛的样本更新了众所周知的质量-差异-加速度关系（MDAR），这是主要预测的“MOND定律”之一。这不是一个新发现的关系。相反，它改进了以前的许多研究，提供了更多更好的数据。像它的先例一样，它对盘星系中观察到的动力学异常，特别是MOND范式的分辨率产生了至关重要的影响。他们的结果，确实构成了MOND的胜利。然而，与以前对MDAR的分析不同，McGaugh等人选择混淆他们分析的MOND根源及其与该范式的联系和含义。例如，他们使用的拟合公式，似乎是某种无法解释的灵感的结果，其显着特性遵循MOND的基本原则，并且已经在过去的几次MOND分析中使用过。没有其他可能的起源这样一个功能是已知的。既然这个公式已经被证明可以正确地再现重子分布中观测到的旋转曲线（作为MOND效应），那么它应该正确地描述MDAR，而MDAR只不过是旋转曲线的一个总结，这一点一定是很清楚的。本文纠正了这些疏忽-揭示与MOND的深层联系，抑制McGaugh等人。它也给予应有的信贷以前的作品，并讨论了一些新的，重要的，但鲜为人知的，这MOND关系的方面。（大幅度删节）
2016-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Can Massive Gravity Explain the Mass Discrepancy - Acceleration Relation of Disk Galaxies?
盘星系的质量差-加速度（MDA）经验关系为星系动力学模型提供了一个关键的检验。根据修正的重力定律和/或惯性定律，MDA关系式量化了在低向心加速度a_c < 10^-10 m/s^2时从牛顿力学到修正动力学的转变。到目前为止，无论是基于暗物质的动力学模型，还是对重力/惯性定律的修正，都没有预测到MDA关系的函数形式。在这项工作中，我重新MDA的数据，并比较它们的四个不同的理论标度律。其中三个标度律是完全经验的，第四个--修正牛顿动力学的“简单μ”函数--来自于一个基于大质量引力子的玩具引力模型（“引力子图”）。所有的理论MDA关系包括一个自由参数的加速度的尺寸，Milgrom常数a_M。我发现，“简单的亩”功能提供了一个很好的适合的数据，显着的系统残差，并提供了最好的适合四个标度法测试。米尔格罗姆常数的最佳拟合值为a_M =（1.06 +/- 0.05）*10^-10 m/s^2。鉴于成功的预测MDA关系的函数形式，再加上与所观察到的恒星系统的运动学跨越8个数量级的大小和14个数量级的质量的总体协议，我的结论是，“引力子图片”是足够的（虽然可能不是一个必要的或唯一的方法）来描述星系的动态远远超出了太阳系的规模的所有尺度。这表明，至少在银河系尺度上，引力的行为就好像是由大质量粒子介导的。
2013-05-28 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Emergence of the mass discrepancy-acceleration relation from dark matter-baryon interactions
观测到的质量差异-加速度关系（MDAR）的紧密性对当前的星系形成模型提出了微调挑战。我们提出，这种关系可能产生于重子和暗物质（DM）粒子之间的碰撞相互作用，而不需要修改重力或特设反馈过程。我们假设这些相互作用满足以下三个条件：（i）DM粒子的弛豫时间与盘星系中的动力学时间相当;（ii）DM与重子之间由于弹性碰撞而交换能量;（iii）重子-DM截面与碰撞中交换的典型能量的乘积与DM数密度成反比.我们提出了一个粒子物理模型的例子，给出了一个DM重子截面与所需的密度和速度的依赖性。直接探测的限制要求我们的DM粒子要么很轻（$m << m_b$），要么很重（$m >> m_b$），分别对应于重子对DM的加热和冷却。在这两种情况下，我们的机制适用，原则上可以达到平衡配置。在这里，我们专注于重型DM/冷却案例，因为它在技术上更简单。在这些假设下，我们发现，旋转支持的盘星系可以自然地解决在所有半径满足MDAR的平衡配置，而无需调用微调反馈过程。我们也讨论了与重子的小尺度聚集性有关的问题，以及对压力支持系统的预测。我们认为，特别是星系团不遵循MDAR尽管DM为主，因为他们还没有达到平衡配置。最后，我们重新审视现有的现象学，天体物理学和宇宙学的限制重子DM相互作用的截面的不寻常的密度依赖。
2018-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Global Escape Velocity Profile and Virial Mass Estimate of The Milky Way Galaxy from Gaia Observations
盖亚超高速星（HVS）的运动学观测结果支持本地逃逸速度约为700 km/s，比传统估计高出近40%。结合HVS和矮星系的卫星数据显示，银河系的全球逃逸速度曲线平滑地追踪了从中央棒到最遥远的卫星星系的连续开普勒下降。我们揭示了一个强大的上界重子质量差异（最大相对加速度）维里定理，并获得了一个基本的和普遍的质量差异-加速度关系维里化紧凑的宇宙对象。
2022-10-15 astro-ph.GA
ΛCDM with baryons vs. MOND: the time evolution of the universal acceleration scale in the Magneticum simulations
修正牛顿动力学（MOND）是标准冷暗物质（CDM）范式的替代方案，CDM范式提出了在低加速度下牛顿运动定律的改变，其特征在于通用加速度标度a_0。它试图解释星系自转曲线的观测，并预测星系中重子和总加速度的特定标度关系，称为旋转加速度关系（RAR），它可以等效地表述为质量离散加速度关系（MDAR）。这些关系在观测数据中的出现，例如宇宙质量，导致了在使用标准ΛCDM模型的宇宙学模拟中存在类似关系的研究。在这里，我们报告的RAR和MDAR的存在类似于预测的MOND在ΛCDM使用大样本的星系提取的宇宙学，流体动力学模拟（Magneticum）。此外，利用不同红移的磁层星系，通过拟合MOND力定律，得到了加速度参数a_0随宇宙时间演化的预测。在Magneticum中，a_0的最佳拟合被发现从红移z = 0到z = 2增加约3倍。这提供了一个强有力的测试，从宇宙学模拟来区分MOND和ΛCDM观测。
2022-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Acceleration Relations in the Milky Way as Differentiators of Modified Gravity Theories
星系的动力学质量与重子产生的牛顿加速度之间存在着强关联。这种关系被称为“质量-离散加速度关系”（MDAR）。进一步的研究揭示了一个更紧密的关系--“径向加速度关系”（RAR）--在观测到的总加速度和重子产生的（牛顿）加速度之间。到目前为止，修正的引力理论仍然比$Λ$ CDM更成功地解释了这些关系。然而，最近的一项研究指出，当RAR被表示为观测到的加速度和预期的重子牛顿加速度之间的差异（这被称为“晕加速关系或HAR”）时，它为修正的引力理论和暗物质假设提供了更强的检验。扩展我们以前的工作\citep{kt2018}，我们提出了一个案例研究的修改后的重力理论，特别是外尔共形重力和修改后的牛顿动力学（MOND），使用最近推断的银河系加速度数据。我们调查如何以及这些理论的引力和RAR标度律可以解释目前的观察。
2020-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Motion of Particles in Solar and Galactic Systems by Using Neumann Boundary Condition
研究了Shenavar 2016 a在宇宙学扰动方程基础上引入Neumann边界条件导出的一个新的运动方程。通过对近日点进动的研究，表明新的运动方程对太阳系天体的轨道有一个很小的修正，尽管可以检测到。然后对一个质点系进行调查，以便更好地了解星系结构。同时给出了力定律的一般形式，并由此导出了轴对称星盘的自转曲线和质量差。此外，它建议，作为向心加速度的函数的质量差异变得显着附近的恒定加速度$ 2c_{1}a_{0} $，其中$c_{1}$是诺依曼常数和$ a_{0} = 6.59 \times 10^{-10} $ $m/s^{2}$是一个基本的加速度。此外，它表明，临界面密度等于$ σ_{0}=a_{0}/G $，其中G是牛顿引力常量，有一个显着的作用，在旋转曲线和质量差异图。此外，还解释了小半径下NFW质量密度分布的具体形式$ ρ\propto 1/r $。最后，本模型将通过使用39个LSB星系的样本进行测试，我们将表明旋转曲线拟合通常是可以接受的。除了星系F571-8外，导出的质量与光的比值也在合理的范围内。
2019-09-02 astro-ph.GA
Is there a fundamental acceleration scale in galaxies?
Milgrom的修正牛顿动力学模型（MOND）可以在不引入暗物质的情况下很好地解释星系中的质量差异问题。MOND理论预言了星系中存在一个普遍的恒定加速度标度，低于该标度牛顿动力学不再成立。最近，Rodrigues等人通过使用贝叶斯推断分析了193个高质量盘状星系，他们得出结论，基本加速度标度存在的概率基本上为0。在本文中，我们使用同样的方法重新审视同一个问题：星系中是否存在基本的加速度尺度？我们用高斯先验的星系参数和可变的加速度标度拟合了175个星系的自转曲线。边缘化后的滋扰参数，我们发现，边缘化后的后验分布的加速度尺度变得广泛。全局最佳拟合和加速度尺度的边缘化后验分布之间的不相容性大大降低。然而，仍然有证据拒绝MOND作为一个基本理论。需要更精确的观测来排除或确认星系中基本加速度标度的存在。
2019-03-25 astro-ph.GA
A Physical Interpretation of Milky Way Galaxy Dynamics from Precision Astrometrics
利用最新的高精度恒星晕和矮星系卫星运动学资料，估算了银河系的动力学质量和维里质量。新的数据表明，银河系是一个高度紧凑的，经典的热化物体。Kinetics表现出显著的速度空间子结构，独特的动态分区，和强大的开普勒签名，违背了流行的概念，无特征和大规模扩展的暗物质晕。从分布和运动学的角度对银河系的有效局部逃逸速度分布进行了量化，揭示了质量差-加速度（MDAR）和径向加速度（RAR）关系的物理机制。
2020-08-24 astro-ph.GA
Galaxy rotation curve in hyperconical universes: a natural relativistic MOND
本研究构建基于超圆锥宇宙畸变投影的修正引力模型，通过调整拉格朗日密度减去背景曲率，仅用一个自由参数就很好拟合了123条星系旋转曲线，提供了自然的相对论性MOND方案。
2024-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The MOND Depth Index and Dynamical Maturity Clock: Toward a Universal Classification of Galaxies and Star Clusters
Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik (HISKP), Universität Bonn（波恩大学赫尔姆霍兹辐射与核物理研究所）；Astronomical Institute, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague（布拉格查理大学数学物理学院天文研究所）
本文提出MOND深度指数DM和动力学成熟指数T，揭示动力学空间中明确的二维分界面，区分深MOND regime和高加速度碰撞系统，为恒星系统提供新的分类框架。
2026-03-18 astro-ph.GA
Using Kernel-Based Statistical Distance to Study the Dynamics of Charged Particle Beams in Particle-Based Simulation Codes
概率分布之间的差异度量（统计距离）广泛应用于人工智能和机器学习领域。我们描述了如何统计距离的某些措施，可以实现为数值诊断涉及带电粒子束的模拟。还描述了统计依赖性的相关措施。由此产生的诊断提供了重要的非线性或高强度系统中的光束，否则难以表征的动态过程的敏感措施。重点是基于核的方法，如最大均值离散，具有良好的数学基础和合理的计算复杂性。几个基准问题和例子，涉及强光束进行了讨论。虽然重点是带电粒子束，这些方法也可以应用于其他多体系统，如等离子体或引力系统。
2022-04-08 astro-ph.GA physics.acc-ph physics.comp-ph
The Third Law of Galactic Rotation
我回顾了旋转支撑星系中动力学和重子质量分布之间的联系。封闭的动态质光比随着星系光度和表面亮度的降低而增加。与表面亮度的相关性似乎是更基本的，对光度的依赖性仅仅来自于光度和表面亮度之间较弱的相关性。除了这种整体关系外，质量差异的幅度和由观测到的重子分布预测的加速度之间也存在局部关系。我提供了一个经验校准这种质量差加速度关系。这些数据与盘星系中单一有效力定律的作用是一致的，使得这种关系等同于自然定律。我进一步提供的公式，径向暗物质分布可以估计从表面测光。暗物质晕的形式取决于每个星系中重子的分布，一般来说既不是尖点也不是核心。目前还很难看到星系形成模型如何再现观测到的行为，这是唯一的预测MOND。
2014-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The statistical signal for Milgrom's critical acceleration boundary being an objective characteristic of the optical disk
通过统计分析四个大样本光学旋转曲线，发现光学环上存在自相似性，特征加速度 $a_c$ 与米尔格罗姆临界加速度 $a_0$ 一致且随星系变化，证明 $a_0$ 非基本常数，而是光学盘的客观特征。
2023-11-14 astro-ph.GA
Mining the SPARC Galaxy Database: Finding "Hidden Variables" in the Baryonic Tully-Fisher Relation
重子Tully-Fisher关系（BTFR）将旋转支撑星系的重子质量与它们的平盘速度联系起来。与MOND相关的BTFR的一种流行形式是基于经验确定的特征加速度，a0作为比例常数。在这项工作中，我们提出了一种替代方案，参数形式的BTFR采用个别星系的属性从银河系数据库。基于这些数据，我们发现，一个精确的质量-速度相关性是可能的，考虑到银盘半径和两个动力学相关的属性;质量差异和磁盘表面密度。我们发现没有必要调用一个特性的加速常数，虽然它的anonymous可以提取和比较，最近的几个分析也反对MOND解释的a0。这一改进的BTFR发现对径向加速度关系（RAR）也有影响。而不是一个普遍的关系，描述了所有的旋转支持星系的动态，我们发现RAR由一个统计分布的曲线族，反映了独特的属性归因于个别星系。
2021-01-05 astro-ph.GA
On the Orbital Velocity of Isolated Galaxy Pairs: a test of gravity in the low acceleration regime
孤立星系对的动力学是研究低加速度区域引力行为的重要工具。通过对大量星系对样本的统计分析，我们发现了一个以$\sim 150$ km/s为中心、宽度为$\sim 100$ km/s的三维速度区域，这一特征在宇宙结构形成的数值模拟中很难得到证实。它在这里示出，这样的功能是预计在修改后的牛顿动力学的框架内，然而，预测它是集中在$\sim$ 170 Km/s。
2021-12-07 astro-ph.GA
Systematic and Statistical Uncertainties in the Non-Gravitational Acceleration of 3I/ATLAS
Università di Catania（卡塔尼亚大学）；Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN)（波兰科学院空间研究中心）；Southwest Research Institute（西南研究院）
研究3I/ATLAS非引力加速度的系统性和统计性不确定性，通过多种模型评估其轨道参数和不确定性，发现横向加速度对数据选择和轨道相位更敏感，导致推断半径的不确定性增加。
2026-08-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
A Simplified Treatment of Gravitational Interaction on Galactic Scales
我提出了一个简单的计划，在银河系尺度上的引力相互作用的治疗。与量子场论的已知机制类似，我特别假设引力是由质量很小但不为零的虚交换粒子--引力子--介导的。由此产生的密度和质量分布与引力体的质量成正比。质量分布与绕中心质量轨道运行的测试粒子所经历的向心加速度成比例;这是以假设普适特征加速度a0 = 4.3*10^{-12} m/s^2（或8*pi*a0 = 1.1*10^{-10} m/s^2）为代价的。该方案预测的渐近平坦的星系旋转曲线，Tully-Fisher/Faber-Jackson关系，星系的质量差-加速度关系，星系的表面亮度-加速度关系，星系团的运动学，和“伦佐规则”正确的，额外的（暗）的质量分量是不需要的。鉴于它是基于各种特别的假设，并考虑到进一步的限制，我提出的方案还不是一个一致的引力理论;相反，它是一个“玩具模型”，提供了一个方便的标度律，简化了银河系尺度上的引力描述。
2013-01-31 astro-ph.GA hep-ph
