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
Modified Newtonian Dynamics as an Alternative to Dark Matter
修正牛顿动力学(Modified Newtonian Dynamics,MOND)是米尔格罗姆提出的一种基于经验的牛顿引力或惯性修正,作为宇宙暗物质的替代。其基本思想是,当加速度低于a0 ~ 10^{-8} cm/s^2 ~ cH 0/6时,有效引力接近sqrt{gN*a0},其中gN是通常的牛顿加速度。这个简单的算法得到了旋涡星系平坦的自转曲线和M ~ V ^[4]形式的质量-自转速度关系,它构成了观测到的光度-自转速度关系--塔利-费希尔定律的基础。我们回顾了MOND在从矮球状星系到超星系团尺度上的现象学成功,并证明了暗物质的证据同样可以很好地解释为MOND的证据。我们讨论了可能的物理基础的加速度为基础的修改牛顿动力学以及扩展的MOND宇宙学和结构形成。
2002-04-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Theorems on shear-free perfect fluids with their Newtonian analogues
本文给出了关于无剪切理想流体的几个定理的完全协变证明。特别是,我们明确表明,任何加速度与涡度矢量成正比的无剪切完美流体(包括加速度消失的简单情况)必须是非膨胀的或非旋转的。我们还表明,这些结果不一定是真的,在牛顿的情况下,并提出了一个明确的比较无剪切的尘埃在牛顿和相对论理论,以了解差异出现在哪里和为什么。
1997-02-18 gr-qc
Post-Newtonian accelerations of a Mercury orbiter
University of Pisa(比萨大学);Dresden Technical University(德累斯顿工业大学)
本文提出了一种高精度相对论轨道模型的构建方法,用于水星轨道器,分析了后牛顿项的大小及影响。
2026-02-09 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
The effect of the cosmological expansion on local systems: Post-Newtonian approximation
在研究大尺度宇宙膨胀对局域系统的定量影响时,通常采用牛顿方法,而忽略了广义相对论。然而,我们在后牛顿近似下分析了宇宙膨胀对小系统的影响。方程显示乘积Hc=6.99*10^-10 ms^-2,而且这个加速度的大小非常接近先驱者10号和11号航天器的明显异常加速度。此外,我们得到了新的半径,由于宇宙膨胀的加速度具有相同的大小的两体吸引力,并得到经典的临界半径时,史瓦西半径接近零(例如,太阳系)。
2013-11-30 astro-ph.EP gr-qc
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
Using Modified Newtonian Dynamics to Calculate the Anomalous Acceleration of Oumuamua and Partially Predict the Additional Acceleration of 3I/ATLAS
The Orphan school of Jilin(吉林省孤儿学校)
本文利用修正牛顿动力学计算了奥米伽尤阿穆亚的异常加速度并预测了3I/ATLAS的额外加速度,结果与观测数据吻合良好。
2026-01-30 gr-qc
Satellite Test of the Equivalence Principle as a Probe of Modified Newtonian Dynamics
拟议的等效原理卫星试验(STEP)将通过测量不同组成的试验质量之间的相对加速度,以$10^{18}$的一部分的精度检测可能违反弱等效原理的情况。实验设计的意外副产品是,当测试质量块在位置传感器电流产生的回复力的影响下沿着公共轴振荡时,测试质量块的绝对(共模)加速度也被高精度地测量,在无阻力模式下,恢复力导致小至$10^{-14}$ g的牛顿加速度。这是在低加速度区域的深处,修正牛顿动力学(MOND)与广义相对论的牛顿极限严重偏离。我们表明,MOND理论(包括那些广泛使用的$n$ -家庭的插值函数,以及协变张量-矢量-标量制定的基础上)预测一个容易检测到的增加的振荡频率的STEP测试群众,如果强等效原理成立。如果它不成立,MOND预测振荡幅度的累积增加也是可检测的。STEP因此提供了一个新的和潜在的决定性的测试牛顿的惯性定律,以及在其强和弱形式的等效原理。
2016-07-23 gr-qc
Post-Newtonian constraints on Lorentz-violating gravity theories with a MOND phenomenology
我们研究了一类Lorentz破坏引力理论在高加速度下的后牛顿展开,并在低加速度、非相对论性极限下再现了修正牛顿动力学(MOND)的唯象.像在khronometric理论中一样,这些理论中的洛伦兹对称性被引入了一个动态的标量场(“khronon”),其梯度被强制为类时的。因此,常数khronon的超曲面定义了时空的一个优选叶理,而khronon可以被认为是物理上的绝对时间。MOND现象学的出现是由于在作用中存在依赖于与优选叶理正交的汇合的加速的项。我们发现,如果理论被迫在高加速度状态下精确地还原为广义相对论(而不是khronometric理论),后牛顿膨胀在低加速度下就崩溃了,理论变得强耦合。尽管如此,我们确定了一个相当大的区域的参数空间中的后牛顿膨胀仍然微扰的所有加速度,和理论通过太阳系和脉冲星引力测试,除了产生MOND现象的旋转曲线的星系。我们用一个只包含重子物质而不包含暗物质的系统的玩具模型来明确地说明这一点。
2015-12-31 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
The Acceleration Scale, Modified Newtonian Dynamics, and Sterile Neutrinos
广义相对论只有在宇宙中的大部分物质都是暗的,即不发射任何电磁辐射的情况下,才能够描述星系和更大的宇宙结构的动力学。有趣的是,在星系尺度上,有强有力的观测证据表明,只有当从发光物质的分布推断出的引力场低于10^(-10)m/s^2量级的加速度时,暗物质的存在才是必要的。在结合了牛顿引力和暗物质的标准模型中,这种加速度尺度的起源是具有挑战性的,并且仍然没有解决。相反,我们可以通过一种被称为MOND的牛顿动力学修正模型来简洁地描述和部分地预测这一整套观测结果,这种模型并不依赖于暗物质的存在。然而,在星系团和更大的尺度上,MOND并不像在星系尺度上那样成功,一些暗物质的存在似乎是不可避免的。一个结合MOND和由不育中微子组成的热暗物质的模型似乎能够描述大多数的天体物理现象,从宇宙微波背景各向异性的功率谱到矮星系的动力学。在弱场极限下是否存在一个包含广义相对论和牛顿引力的未知协变理论,而超弱场极限是MOND,这是一个悬而未决的问题。
2012-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Interposing a Varying Gravitational Constant Between Modified Newtonian Dynamics and Weak Weyl Gravity
牛顿引力常量$G$服从量纲关系式$[G] [M] [a] = [v]^4$,其中$M$、$a$和$v$分别表示质量、加速度和速度。由于重子Tully-Fisher(BTF)和Faber-Jackson(BFJ)关系是观测事实,这个关系意味着$G\, a = {\rm constant}$。这一结果在牛顿动力学中无法得到,因为牛顿动力学无法解释BTF和BFJ关系的起源。另一种修正的牛顿动力学(MOND)假设$G=G_0$在空间中是恒定的,并自然地导出特征恒定加速度$a=a_0$以及BTF和BFJ关系。这是矫枉过正,它附带了一个惩罚:MOND不能解释$a_0$的起源。这个问题的一个坚实的物理解决方案是$G \propto a^{-1}$,这意味着在低加速度环境中,重力相对于其牛顿值增加,因为$G$增加。这消除了所有与MOND的经验截止$a_0$有关的问题,并产生了一个定量的方法来绘制每个星系以及更大和更小尺度上的$G(a)$的详细变化。另一方面,$G(a)$产生的大加速度似乎与共形外尔引力四阶理论的弱场极限有关。
2018-06-26 astro-ph.GA gr-qc
Modified Newtonian Dynamics (MOND)
本章介绍了修改的牛顿动力学(MOND),提出在低于特定加速度尺度时动力学偏离牛顿预期,仅凭重子分布即可预测星系旋转曲线,但该理论在星系团中失效且尚未成为完整的相对论基础理论。
2025-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Modified Entropic Force
统计热力学理论告诉我们,能量均分定律在极低的温度范围内是不成立的。发现德拜模型对大多数固体的实验结果都能很好地解释。基于这一事实,我们修正了最近提出的熵力公式。由于Unruh温度与引力场的强度成正比,所以修正的熵力公式是牛顿引力公式在弱场的推广。相反,广义相对论将牛顿引力理论推广到强场情形。对应于德拜温度,存在德拜加速度g_D。得到德拜加速度g_D=10^{-15}N kg^{-1}。这个加速度比海王星感受到的10^{-4}N kg^{-1}和太阳感受到的10^{-10}N kg^{-1}小得多。因此,在太阳系和银河系中,修正的熵力可以用牛顿引力很好地近似。有了这个德拜加速,我们发现当前的宇宙加速可以在不调用任何类型的暗能量的情况下得到解释。
2010-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modified gravity (MOG) and the cluster Abell 1689 acceleration data
星系团系统Abell 1689已经得到了很好的研究,并产生了良好的透镜和X射线气体数据。在不假设暗物质的情况下,对Abell 1689星系团进行了修正重力(MOG)计算,得到了较好的加速度数据.牛顿动力学和修正的牛顿动力学(MOND)不适合的加速度数据,而暗物质模型的Navarro-Frenk-White(NFW)的质量分布的基础上,以适应径向范围$r > 200$ kpc的加速度数据。
2017-03-09 astro-ph.GA gr-qc
Dark Matter and Non-Newtonian Gravity From General Relativity on a Stringy Background
本文给出了具有径向增强不变能量动量张量的静态球对称介质的爱因斯坦场方程的精确解。在对应于径向弦分布的状态方程的极限中,存在对牛顿力定律的$1/r$修正。在大的距离和小的加速度下,这个定律与米尔格罗姆发明的现象学力定律相吻合,米尔格罗姆发明的力定律是为了解释星系的平坦旋转曲线,而不引入暗物质。本模型解释了为什么米尔格罗姆的临界加速度是同一数量级的哈勃参数。
1992-12-09 gr-qc
Cosmological Principle in Newtonian Dynamics
讨论了等价性原理与宇宙均匀性之间的对应关系。在牛顿引力中,在均匀膨胀的宇宙中,共同运动坐标的平移定义了加速坐标系。这个变换的不变性的一致性条件需要一个定义良好的牛顿势变换,产生弗里德曼方程。当我们修改NSL(牛顿第二定律)或泊松方程时,所有这些对称性都失去了。例如,用加速度的非线性函数代替NSL,相对加速度的概念就丢失了,宇宙的均匀性就被打破了。
2020-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A novel MOND effect in isolated high-acceleration systems
我讨论了一种新的MOND效应,它需要对孤立质量系统的动力学进行校正,即使它们处于牛顿体系的深处:系统的范围R<<Rm,其中Rm=sqrt(GM/a0)是MOND半径,M是总质量。有趣的是,即使MOND方程在高加速度下任意快地接近牛顿动力学,这种校正也只会随着R/Rm的幂而减小。这种效应出现在MOND公式中,作为修改的重力,由泊松方程的概括所支配。对电势的MOND修正是四极场G*Pij*Ri*Rj,其中R是距质心的半径。在QUMOND(准线性MOND)中,Pij=-qQij/Rm ^5,其中Qij是系统的四极矩,q>0是取决于插值函数的数值因子。例如,两个质量m和M之间的牛顿力的修正,距离为L(L<<Rm),为Fa= 2 q(L/Rm)^3(mM)^2(M+m)^{-3 $> a0(吸引力)。对于一般的MOND理论来说,当加速度超过a0时,它会很快接近牛顿动力学,太阳系中这种效应的预测强度远远低于目前的测试能力。在MOND理论中,只有在超过k*a0时才成为牛顿,这种效应会因k^2而增强。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
The Redshift-Dependence of Radial Acceleration: Modified Gravity versus Particle Dark Matter
修正的牛顿动力学有一个自由参数,需要一个插值函数来恢复正常的牛顿极限。我们在这里表明,这种插值函数是不必要的,在最近提出的埃里克Verlinde的紧急重力的协变完成,而且Verlinde的方法固定功能的一个自由参数。由此推导出的观测到的加速度(从自转曲线推断)和仅由重子物质引起的引力加速度之间的相关性与数据吻合得很好。然后,我们认为,星系旋转曲线的红移依赖性可以提供一种方法来区分不同版本的修改后的重力粒子暗物质。
2018-03-23 astro-ph.GA gr-qc
Newtonian Fractional-Dimension Gravity and Disk Galaxies
本文继续以前的工作,一个新的替代模型的重力,分数维空间的理论应用于牛顿引力定律的基础上。特别是,我们的牛顿分数维引力现在被应用到轴对称结构,如薄/厚盘星系描述的指数,Kuzmin,或其他类似的质量分布。在球对称结构的情况下,这是在以前的工作中研究的主题,我们研究我们的模型和修改后的牛顿动力学,一个领先的替代重力模型,占观察到的星系和其他天体物理结构的性质,而不需要暗物质假设之间的可能联系。通过将MOND加速度常数$a_{0} \simeq 1.2 \times 10^{ -10}\mbox{m}\thinspace \mbox{s}^{ -2}$与我们模型的自然标度长度$l_{0}$(即质量为$M$的星系的$a_{0} \approx GM/l_{0}^{2}$)联系起来,并利用经验径向加速度关系,我们能够用变局域维数$D$来解释观测到的径向加速度$g_{obs}$与重子径向加速度$g_{bar}$之间的联系.作为这种方法的一个例子,我们提供了一个详细的旋转曲线拟合场矮螺旋星系NGC 6503的情况下。
2021-02-05 astro-ph.GA gr-qc
Dark matter and non-Newtonian gravity from General Relativity coupled to a fluid of strings
本文给出了被静态球对称弦流体包围的质点的爱因斯坦场方程的精确解。解在原点处是奇异的。在弦云极限附近,牛顿力定律有一个$1/r$修正。值得注意的是,在大的距离和小的加速度下,这个定律与Milgrom为了解释星系平坦的旋转曲线而不引入暗物质而发明的唯象力定律相吻合。当在弦流体的宇宙学模型中解释时,新的解自然解释了为什么米尔格罗姆的临界加速度与哈勃参数具有相同的数量级。
1994-12-20 gr-qc
Three Self-Consistent Kinematics in (1+1)D Special Relativity
在介绍狭义相对论时,我们可以通过描述在高速运动时不同旅行者的时钟(以及里程计)可能以不同的速率运动的发现,来巧妙地将它们与伽利略恒加速度定律联系起来。然后,我们可以展示如何用{ \em either}来参数化任何给定的恒定加速度区间:牛顿(低速近似)时间、惯性相对论(未加速观察者)时间或旅行者固有(加速观察者)时间,通过为这三种运动学中的每一种定义单独的速度。自$m a_o = dE/dx$以来,运动学不变性对于适当的加速度保持不变。这种方法允许学生解决相对论性恒定加速度问题{ \em与牛顿方程}!它还指出了加速度观测者运动学的独立和特殊性质,其框架不变的时间,4矢量速度,在旅行者方面超过牛顿值和光速,当然还有相对论动量守恒。
1995-12-06 gr-qc
Measurements of the Low-Acceleration Gravitational Anomaly from the Normalized Velocity Profile of Gaia Wide Binary Stars and Statistical Testing of Newtonian and Milgromian Theories
提出基于 Gaia 宽双星归一化速度剖面的 Monte Carlo 检验方法,测得低加速度区引力增强因子 1.37,并在 5.8σ 上排除牛顿引力而支持 Milgrom AQUAL。
2024-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Modified Newtonian Dynamics as an entropic force
在对时空热力学性质的自然假设和全息原理下,我们在特定的质量和长度尺度上再现了类似MOND的引力行为,如果在引力现象的描述中没有引入暗物质成分,牛顿引力就需要修改或扩展。这个结果是在假设引力相互作用中需要引入一个具有加速度维数的基本自然常数的情况下直接得到的。这反过来又允许修改或扩展的均分定律和/或全息原理。换句话说,当在空间的物理层次和/或在全息原理上引入适当的广义概念时,MOND现象学可以被再现。热力学修正反映在均分定律的扩展中,当系统的温度下降到临界值以下时,就会发生这种情况,临界值等于在描述引力现象时引入的加速度常数标度下评估的Unruh温度。我们的计算扩展了Verlinde(2011)的计算,其中牛顿引力被证明是一种突现现象,并与之一起加强了所有尺度下引力都是突现的观点。
2015-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational radiation reaction for compact binary systems at the fourth-and-a-half post-Newtonian order in harmonic coordinates
Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, CNRS, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎高等师范学院物理实验室);University of Southampton(南安普顿大学)
本文在谐和坐标系下推导了致密双星系统在4.5后牛顿阶的引力辐射反作用力,采用维数正规化处理紫外发散,并验证了该加速度与无穷远辐射通量的一致性及洛伦兹不变性。
2026-05-22 gr-qc
Correlation-based Modeling of Seismic Newtonian Noise in Half-Space and Full-Space Media
Gran Sasso Science Institute (GSSI)(格兰萨索科学研究所);INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso(意大利国家核物理研究所,格兰萨索国家实验室)
该研究推导了半空间与全空间介质中瑞利波和体波的重力弹性相关张量,验证了数值积分框架,为引力波探测器牛顿噪声建模与传感器阵列设计提供了统一工具。
2026-08-06 gr-qc physics.ins-det
Gravitational acceleration in a class of geometric sigma models
在这项工作中,我检查球对称解决方案的几何西格玛模型与四个标量场。这类模型原来是更广泛的标量-矢量-张量引力理论的一个子类。本研究的目的是探讨如何额外的四个自由度修改牛顿引力加速度。我把我的考虑限制在德西特背景中的点状源上。由此产生的引力加速度具有幂级数的形式,其中有四个主要项。第一个和第二个是熟悉的牛顿和MOND项,在短距离内占主导地位。第三项在远距离上占主导地位。它是负责宇宙加速膨胀的$Λ$ CDM项。最后,第四项提供了一个额外的排斥加速度,该加速度随距离呈指数增长。这个术语只有在超出可观测宇宙的极大距离才变得重要。至于计算的引力加速度的时间依赖性,它原来是非平凡的,振荡的字符。
2019-01-08 gr-qc
Newtonian Fractional-Dimension Gravity and Rotationally Supported Galaxies
我们继续分析牛顿分数维引力,这是牛顿引力标准定律到低维空间的扩展,包括那些具有分数维的空间(即,非整数)维。我们将我们的模型应用于三个旋转支撑星系:NGC 7814(膨胀主导的螺旋星系),NGC 6503(膨胀主导的螺旋星系)和NGC 3741(气体主导的矮星)。正如在一般情况下的球对称和轴对称结构,这是在以前的工作中研究的主题,我们研究我们的模型和修改后的牛顿动力学,一个领先的替代重力模型,解释观察到的这些星系的属性,而不需要暗物质假设之间的可能联系。在我们的模型中,MOND加速常数$a_{0} \simeq 1.2 \times 10^{-10}\mbox{m}\thinspace \mbox{s}^{ -2}$可以与自然尺度长度$l_{0}$相关联,即质量为$M$的星系的$a_{0} \approx GM/l_{0}^{2}$。另外,将观测到的径向加速度$g_{obs}$与重子径向加速度$g_{bar}$联系起来的经验径向加速度关系,也可以用一个可变的局部维数$D$来解释。作为这种方法的一个例子,我们提供了详细的旋转曲线拟合上述三个星系。
2021-02-11 astro-ph.GA gr-qc
The Work-Energy Relation for Particles on Geodesics in the pp-Wave Spacetimes
非线性引力波将引力加速度赋予所有被波撞击的粒子。我们评估这种加速度的粒子在pp波时空,并积分它沿着测地线轨迹的粒子在通过的引力波的爆发。波的时间依赖性由高斯给出,因此粒子在波通过之前和之后是自由的。引力加速度是从平坦时空的观点来理解的,平坦时空是初始和最终的引力场配置。加速度沿测地线的积分类似于牛顿的单位质量功的概念。令人惊讶的是,它几乎精确地产生了每单位质量自由粒子的非相对论性动能的变化。因此,经典牛顿物理学中的功-能关系$ΔK = ΔW$也适用于pp波时空中测地线上的粒子,在一个非常好的近似下,并解释了为什么粒子的最终动能可能小于或大于初始动能。
2019-03-20 gr-qc hep-th
Breakdown of the Newton-Einstein Standard Gravity at Low Acceleration in Internal Dynamics of Wide Binary Stars
本文通过分析 Gaia DR3 中 26,615 个宽双星样本,发现在弱引力加速度下观测加速度系统性高于牛顿预测,为修正牛顿动力学等理论提供了直接证据。
2023-09-19 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Cosmic acceleration via derivative matter couplings
本文提出了一个具有导数物质耦合的引力理论,该理论在后期采用了德西特展开,并将其应用于普通重子物质。物质组分在宇宙学背景中分别守恒,牛顿极限表现良好。还将理论共形变换到约当标架,给出了一个有效的宇宙学常数,解释了德西特加速的性质。
2018-12-18 gr-qc
Newtonian Fractional-Dimension Gravity and MOND
本文介绍了一种基于分数维空间理论的引力模型及其在牛顿引力理论中的应用。特别地,高斯引力定律以及其他基本经典定律被推广到$D$维度量空间,其中$D$可以是非整数维。我们显示了这个牛顿分数维引力(NFDG)和修正的牛顿动力学(MOND),一个领先的替代重力模型,占观察到的星系和其他天体物理结构的属性,而不需要暗物质假设之间的可能联系。MOND加速常数$a_{0} \simeq 1.2 \times 10^{ -10}\mbox{m}\thinspace \mbox{s}^{ -2}$可以与NFDG中的自然标度长度$l_{0}$相关,即,$a_{0} \approx GM/l_{0}^{2}$,质量为$M$的天体物理结构,深MOND制度存在于空间区域,其中维度减少到$D \approx 2$。对于几个基本的球对称结构,我们比较MOND的结果,如经验径向加速度关系(RAR),圆速度图,和对数图的观测径向加速度$g_{obs}$与重子径向加速度$g_{bar}$,与NFDG的结果。我们表明,我们的模型是能够再现这些结果使用可变的局部尺寸$D\left (w\right )$,其中$w =r/l_{0}$是一个无量纲的径向坐标。目前,我们还不能从第一原理中明确地导出这个维数函数$D\left (w\right )$,但是在每种情况下,它都可以从一般RAR中经验地获得。关于这个主题的额外工作,包…
2020-09-29 astro-ph.GA gr-qc
Dynamics with a non-standard inertia-acceleration relation: an alternative to dark matter
本文研究了由一种特殊形式的非标准动力学作用导出的粒子运动规律。我们的指导下的现象学方案-修改的动力学(MOND)-归咎于质量差异观察到的星系偏离牛顿动力学低于一定的加速度标度a0。在极限a0为0时,理论就变成牛顿动力学。在相反的极限下,作用与1/a0成正比。伽利略不变的理论必须是强非局部的;这是一件幸事,因为这样的理论不必患上高阶导数理论特有的疾病。我们讨论了这样一个修正的运动定律是一个有效的理论的可能性,它是由于消除了与整个宇宙有关的自由度而产生的(近似相等a0= cH 0是这种联系的一种迹线)。有界轨迹的维里关系。得到了盘状星系旋转曲线的圆轨道的精确解。我们还探讨,在传递,理论,从传统的牛顿动力学非常低的频率。在重要的方面,目前的提法与早先的修正重力提法形成对比。
1993-03-23 astro-ph gr-qc
Analytical Estimate of Atmospheric Newtonian Noise Generated by Acoustic and Turbulent Phenomena in Laser-Interferometric Gravitational Waves Detectors
我们提出了一个理论估计的大气牛顿噪声由于大气质量密度波动产生的声学和湍流现象,我们确定这种噪声的相关性在激光干涉探测引力波。首先,我们考虑干涉仪测试质量的重力耦合大气密度的波动,由于声波的传播在一个半空间所占据的理想流体界定的无限刚性平面。我们提出了一个分析表达式的频谱的加速度波动的测试质量的干涉仪在实验上获得的频谱的压力波动。第二,我们考虑干涉仪测试质量的重力耦合到大气密度的波动,由于在湍流莱特希尔过程中产生的声波的传播。我们提出了一个分析表达式-在傅立叶空间-频谱的加速度波动的测试质量的干涉仪。最后,我们讨论了这些噪声源的相关性,在引力波的检测牛顿大气噪声的估计谱密度在这里考虑的VIRGO探测器的预期灵敏度曲线进行比较。
2009-12-16 gr-qc
Non-Newtonian Dynamic Gravitational Field from The Longitudinally Asymmetric Rotating Objects
旋转半球的质心的动态移动提示我们一个问题,即它的物理后果可能是什么。尽管已知加速物体会产生引力场,但没有已知的来自旋转球体的外部动态引力,其中各个质量分量处于恒定加速度。然而,Thirring的“诱导离心力”和旋转球壳内沿纵轴的力的分量表明,它们是依赖于$ω^2$的非辐射动态力。在这份报告中,Thirring的力推导通过考虑分量的加速度的旋转半球在弱场近似。这个新的解析解提供了从快速旋转的宇宙天体观测到的喷流现象的引力解释,这要求我们对宇宙的理解进行重大修改,因为它表明在我们的宇宙中存在着强大的,长距离的,非牛顿的动力学引力。这也提出了一个有趣的问题,即如何通过配置旋转源的特定几何形状来最大化给定质量的偶极矩强度。
1997-06-16 gr-qc
Distant star clusters of the Milky Way in MOND
我们确定了六个银河系外晕球状星团,AM 1,波江座,A13,A14,A115和Arp 2在弱加速状态下的平均速度色散,以测试经典与修正的牛顿动力学(MOND)。由于MOND的泊松方程的非线性,除了潮汐效应,集团的内部动力学是由外部场,他们沉浸在影响。对于所研究的星团,粒子加速度远低于MOND的临界加速度a_0,但恒星的运动既不受内部加速度(a_i >> a_e)的支配,也不受外部加速度(a_e >> a_i)的支配。我们在分析中使用N体代码N-MODY,这是一种基于粒子网格的代码,具有由Ciotti,Londrillo和Nipoti(2006)开发的数值MOND势求解器,通过添加外场效应来推导视线速度色散。我们表明,牛顿动力学预测每个集群的低速分散,而在修改后的牛顿动力学的速度分散要高得多。我们计算的最小数量的测量恒星需要区分牛顿引力和MOND与柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫测试。我们还表明,对于大多数星团,有必要测量30至80颗恒星之间的速度,以区分这两种情况。因此,对这些星系团的视线速度色散的观测测量将为MOND提供一个检验。
2011-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
On the mean anomaly and the mean longitude in tests of post-Newtonian gravity
平均距平$\mathcal{M}(t)$与历元$η$的平均距平之间的区别,以及平均经度$l(t)$与历元$ε$的平均经度之间的区别,在后开普勒重力检验中可能使用这些轨道要素的背景下得到澄清,包括牛顿和后牛顿。特别地,对于任意的测试粒子轨道构型和初级粒子自旋轴$\boldsymbol{\hat{S}}$的一般取向,计算了后牛顿Schwarzschild和Lense-Thirring场对$\mathcal{M}(t),\,η,\,l(t),\,ε$的扰动,以及大气阻力和中心体扁率$J_2$引起的经典加速度.它们为我们提供了可以有效利用的进一步的可观察性,例如,在更好地描述天体物理学双星系统和更准确的太阳系主要天体周围的卫星测试方面。一些错误的和误导性的索赔Ciufolini和帕夫利斯出现在文献中驳斥。特别是,它表明,有没有净扰动的透镜-Thirring加速度上的半长轴$a$和平均运动$n_\mathrm{b}$。此外,由于某些干扰性的非重力加速度(如大气阻力),$\mathcal{M}(t)$和$l(t)$上的二次签名可以有效地从后牛顿线性趋势中解脱出来,只要假设数据分析的时间间隔足够长。提出了利用现有的LAGEOS和LAGEOS II卫星进行广义相对论检验时,可能使用$η$和升交点$Ω$的交点。
2019-09-10 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Spiral galaxy rotation curves determined from Carmelian general relativity
从卡梅利的宇宙学广义相对论理论导出了在旋涡星系引力势中观测到的气体旋转的柱坐标运动方程。在不需要非重子晕暗物质的情况下,得到了Tully-Fisher型关系的结果和转动曲线.发现了两个加速度区域,它们被临界加速度$\approx 4.75 \times 10^{-10}$ $m.s^{-2}$分开。对于大于临界值的加速度,牛顿力定律适用,但对于小于临界值的加速度,卡梅尔制度适用。在牛顿体系中,加速度以$r^{-2}$的形式下降,但在卡梅尔体系中,加速度以$r^{-1}$的形式下降。这是一种新的物理学,但正是Migrom的现象学MOND理论所提出的。
2006-08-26 astro-ph gr-qc
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
Probing the nature of gravity in the low-acceleration limit: wide binaries of extreme separations with perspective effects
本研究将宽双星天空投影间距扩展至50 kau并引入透视效应,发现低加速度下引力增强因子显著大于1,符合MOND修正引力预测,且无法用暗物质或偏心率变化解释。
2025-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
On the impossibility of measuring the general relativistic part of the terrestrial acceleration of gravity with superconducting gravimeters
本文初步探讨了用超导重力仪在赤道和南极进行两次绝对测量,连续测量地球上重力加速度的后牛顿广义相对论重电分量和重磁分量的可能性。这种相对论效应的量级分别为10^-10 m s^-2和10^-11 m s^-2。不幸的是,目前的不确定性,在地球的大地测量参数,进入经典的牛顿条款诱导系统误差1-2个数量级以上的相对论。此外,\sim 1 ngal的灵敏度可以达到目前可用的超导重力仪,但仅用于相对测量。
2006-04-24 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
Robust Evidence for the Breakdown of Standard Gravity at Low Acceleration from Statistically Pure Binaries Free of Hidden Companions
基于 Gaia DR3 纯净双星样本,发现在低加速度下运动学加速度比值约为 1.49,投影速度提升因子约为 1.20,以 5.0σ 显著性稳健证实了低加速度下的引力异常现象。
2023-11-18 astro-ph.GA gr-qc hep-th
A new relativistic theory for Modified Newtonian Dynamics
我们提出了一个相对论引力理论,导致修改后的牛顿动力学,解释观察到的宇宙星系加速度尺度和相关现象的范例。我们讨论了唯象的要求,导致其建设和证明它的协议与观测到的宇宙微波背景和线性宇宙尺度的物质功率谱。我们表明,它的行动扩展到二阶是免费的鬼不稳定性,并讨论其可能嵌入在一个更基本的理论。
2021-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Universal Properties of Galactic Rotation Curves and a First Principles Derivation of the Tully-Fisher Relation
在最近的一篇论文中,McGaugh、Lelli和Schombert指出,在螺旋星系中观测到的向心加速度与这些星系中发光物质的牛顿引力所预测的向心加速度之间的经验图中,数据点占据了一个非常窄的带。虽然我们可以通过画一条穿过它的平均曲线来概括带的平均性质,但通过用说明性的共形引力理论来拟合带,用拟合来填充带的宽度,我们在这里表明,带的宽度在物理上同样重要。我们表明,在非常低的发光牛顿加速度的图可以成为独立的发光牛顿的贡献完全,但仍然是不平凡的,由于星系外的物质(即可见宇宙的其余部分)的贡献。我们提出了一个新的经验图之间的差异观察到的向心加速度和发光的牛顿期望作为距离的函数,从星系的中心,并表明,在距离大于10千秒差距的情节也占据了一个显着的窄带,一个甚至接近常数。利用共形引力理论,我们提供了一个第一性原理推导的经验塔利-费舍尔关系。
2017-10-10 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational radiation reaction in the equations of motion of compact binaries to 3.5 post-Newtonian order
我们计算了辐射对致密双星轨道运动的反作用力,近似为3.5后牛顿(3.5PN),即一个PN阶以上的主导效应。该方法是基于一个直接的PN迭代的近区度量和运动方程的扩展孤立系,使用适当的“渐近匹配”的平坦时空延迟潜力。随后的形式主义适用于二进制系统的点粒子,阿达玛自场正则化的帮助下。我们的结果是在一般的调和坐标系中的3.5PN加速度项。将该表达式限制在质心系中,与Iyer和Will在一类坐标系中利用能量和角动量平衡方程得到的结果完全一致.
2005-01-26 gr-qc
A recent confirmation of the wide binary gravitational anomaly
本文纠正了Cookson论文中宽双星质量参数的设定错误,证明宽双星1D相对内部速度在3.3σ水平上偏离牛顿动力学预期,证实了低加速度引力机制下存在Milgromian异常。
2025-01-31 astro-ph.GA gr-qc
Motion of the mass centers in a scalar theory of gravitation: the point particle limit
我们调查的点粒子的限制的运动方程的有效系统的扩展机构在标量替代引力理论:的大小的机构之一是一个小参数xi,我们计算的限制,作为xi趋于0,后牛顿(PN)加速度的这个小的身体。我们使用PN近似的渐近方案,扩展了所有领域。我们发现,PN加速度A的小机构保持在这个极限的结构依赖的一部分。特别是,如果唯一的有质量物体是静态的和球形的,那么A与史瓦西场中测试粒子的PN加速度的区别仅在于这个结构相关的部分。后者的存在是由于PN度规依赖于牛顿势的一阶空间导数。由于同样形式的PN度规对史瓦西解的标准形式也是有效的,因此小物体的加速度也可能在广义相对论中保持一个依赖于结构的部分在点极限,这取决于规范。依赖于结构的加速度的大小已经在地球上具有挑战性。对于先锋号宇宙飞船来说,它很可能会抛弃当前版本的标量理论。在引用的参考文献中概述了修改后的版本。关键词:弱等价原理违背,渐近后牛顿格式
2004-08-18 astro-ph gr-qc
Repulsive gravity near naked singularities and point massive particles
我们研究了在裸奇点附近排斥引力加速度的存在性。通过加速度张量,这是一个坐标不变的对象进行调查。我们发现,在Reissner-Nordstrøm和Kerr时空中,引力加速度在原点附近是排斥的,而在很大的距离上,引力加速度以预期的牛顿方式吸引。我们进一步解决了一个点质量粒子的时空,这也表现出排斥效应附近的起源。
2014-05-05 gr-qc
Evidence for Modified Newtonian Dynamics from Cavendish-type gravitational constant experiments
在修正的牛顿动力学(MOND)框架内分析了卡文迪什型实验的引力常量G的最新实验结果。在假设水平时间相关的重力加速度的大小决定MOND修正量的情况下,将MOND修正应用于摆的运动方程。地球局部引力场的大的垂直分量完全由扭摆按照牛顿第三定律的对准来补偿,因此不考虑MOND校正。本文从分析实际的重力和电磁混合力矩扭摆的MOND修正运动方程出发,导出了对Cavendish型G实验的不同工作模式所测G值进行有意义MOND修正的简单规则。根据这一分析,Quinn等人的BIPM实验中静态偏转和静电伺服方法确定的G的差异以及Li等人的HUST实验中摆动时间和角加速度反馈方法之间的G差异,可以通过MOND校正完全解决,MOND校正使用一个由单参数拟合确定的通用MOND插值函数。经MOND校正的BIPM和HUST结果,以及冈拉克和梅尔科维茨、施拉明格等人和纽曼等人的G实验的其他单一方法结果,得出平均G值为6.67422 × 10 ^-11 m^3 kg^-1 s^-2,标准偏差仅为12.5 ppm。应用MOND校正程序和拟合插值函数G实验被认为是最可行的MOND适合星系旋转曲线是一致的。
2020-01-17 gr-qc
Phenomenology of the Modified Newtonian Dynamics and the Concordance Cosmological Scenario
在回顾了修正的牛顿动力学(MOND)理论之后,我们认为相关的现象学可能实际上不是牛顿引力的修正,而是由扮演暗物质角色的偶极介质的“引力极化”机制引起的。然后,我们在标准广义相对论中建立了一个相对论模型来描述(在某种唯象水平上)在引力场中可极化的偶极暗物质。该模型自然涉及一个宇宙学常数,并显示出减少到和谐宇宙学的情况下(λ CDM)在早期的宇宙学时间。从引力极化机制出发,我们恢复了一个典型星系在低红移时的MOND现象。此外,我们还证明了宇宙学常数λ的标度类似于a0 ^2,其中a0是常数MOND加速度标度,与观测结果吻合得很好。
2008-07-08 astro-ph gr-qc
Revisiting Data Quality Control and Multiple-star Modeling in Wide Binary Gravity Tests: Confirmation of MOND-type Gravitational Anomaly at Low Acceleration
Sejong University(世宗大学)
该研究基于宽双星二维速度重新审视统计引力测试中的数据质量控制和多星系统建模,经多种测试表明适当操作无法消除低加速度引力异常,反而证实了MOND型引力异常,指出其他无异常结论是由多种因素导致。
2026-07-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Local Group as a test system for Modified Newtonian Dynamics
由于M31星系的加速度完全处于深MOND区$a \ll a_0$,因此本星系群(LG)是修正牛顿动力学(Modified Newtonian Dynamics)的一个合适的检验系统。我们将LG模型化为$M31$和银河系(MW)的两体问题。{扩展以前的研究,我们还包括宇宙学常数。}假设在大爆炸中,星系从同一个地方出现,并接近今天测量的距离和速度(计时论证),预测LG的总质量:$(0.447 \pm 0.005)\cdot 10^{12} M_{\odot}$。LG的相应运动预示着过去的遭遇。MOND考虑的重子质量与牛顿情况下预测的质量(包括暗物质)之比为$10.74 \pm 0.82$。这个比例与其他星系中的暗物质和重子物质的比例一致。
2020-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Tidal Acceleration of Ultrarelativistic Particles
我们研究了引力坍缩系统中自由相对论粒子相对于周围介质的运动。如果相对速度超过c/sqrt(2)给出的临界值,引力潮汐效应就会表现出与牛顿理论预期相反的新特征。特别是,沿旋转轴自由向外移动的超相对论射流团相对于周围介质强烈减速,而超相对论粒子在垂直于射流轴的方向上强烈加速。简要地提到了微类星体喷流的这些广义相对论直接结果的意义和高能宇宙射线的起源。
2005-06-02 astro-ph gr-qc
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
Gauss's Law and the Source for Poisson's Equation in Modified Gravity with Varying G
我们最近证明了重子Tully-Fisher和Faber-Jackson关系式意味着力定律中的引力“常数”$G$随加速度$a$变化为$G\propto 1/a$,反之亦然。这些结果促使我们重新考虑牛顿动力学的各个方面。在这里,我们表明,在球对称高斯定律的积分形式仍然有效的$G(a)$引力,但微分形式依赖于精确的分布$G(a)M(r)$,其中$r$是从原点的距离和$M(r)$是质量分布。我们导出了高斯定律在球对称下的微分形式,从而也导出了泊松方程的源。修正牛顿动力学(MOND)和弱场Weyl引力分别是$G(a)$引力在低加速度和高加速度下的渐近极限。在这些限制,我们得出告诉近似的源在球对称。事实证明,除了在很高加速度的深牛顿-外尔区,在$a$ -空间中的任何地方,源都对表面密度$M/r^2$有很强的依赖性。
2019-01-09 astro-ph.GA gr-qc