Nye begrænsninger for alternative tyngdekraftsteorier, der kunne informere om mørk stofforskning

Mens partikelteorier i øjeblikket er de mest begunstigede forklaringer på mørkt mater, fysikere har stadig ikke været i stand til at opdage partikler af mørkt stof på måder, der ville bekræfte eller modsige disse teorier. Nogle teoretikere har således undersøgt nye teorier om tyngdekraften, der klart redegør for og forklarer eksistensen af ​​denne undvigende type stof. For at undgå behovet for mørkt stof, imidlertid, disse teorier bør tilpasses kosmologiske observationer indsamlet indtil nu.

To forskere ved Jet Propulsion Laboratory (JPL) og Princeton University har for nylig gennemført en undersøgelse, der har til formål at bedre forstå, hvilke punkter alternative teorier om tyngdekraft bør tage fat på for effektivt at kunne bakke op om eksistensen af ​​mørkt stof i universet. Deres papir, udgivet i Fysisk gennemgangsbreve , skitserer en række begrænsninger, der kan hjælpe med at bestemme den potentielle validitet af alternative tyngdekraftsteorier.

Det standard kosmologiske paradigme, ΛCDM, forklarer, hvordan det nuværende univers udviklede sig fra kosmisk mikrobølge baggrund (CMB), hovedsageligt at male et 'billede' af universets udvikling fra dets tidlige dage og frem til i dag. Udviklingen af ​​CMB's struktur til galakser og den nuværende kosmiske webstruktur kunne begrundes med eksistensen af ​​koldt mørkt stof (CDM).

"Vi ville se, om vi kunne bruge CMB -data og galaksedata, der er tilgængelige i dag, til at sætte nogle begrænsninger for, hvordan en alternativ tyngdekraftsteori skulle opføre sig, hvis det skulle forklare mørkt stof, "Kris Pardo, en af ​​forskerne, der gennemførte undersøgelsen, fortalte Phys.org. "I bund og grund, hvis det faktisk er en alternativ tyngdekraft, der er ansvarlig for mørkt stof, så burde det være i stand til at forklare præcist, hvordan normalt stof udvikler sig fra CMB til i dag. "

Kernetanken bag undersøgelsen udført af Pardo og hans kollega David N. Spergel er allerede blevet undersøgt af andre forskere, herunder af Scott Dodelson ved Kavli Institute for Cosmological Physics i et papir udgivet i 2011. Ikke desto mindre, Pardo og Spergel var de første til faktisk at beregne funktionen, der opsummerede denne idé.

"Vi viste, at enhver teori, der forsøger at forklare mørkt stof ved at ændre tyngdekraften (snarere end ved at have en ny partikel), skulle have en meget unik form, "Forklarede Pardo." Faktisk denne form ville være så unik, at den sandsynligvis ville føre til nogle temmelig skøre bevægelser af galakser i nærheden af ​​os, som vi ikke ser noget bevis for. Så den enkleste forklaring på mørkt stof er stadig, at det er en partikel. "

Den nylige undersøgelse af Pardo og Spergel satte nye begrænsninger for de specifikke kvaliteter, som alternative tyngdekraftsteorier skulle have for at understøtte eksistensen af ​​mørkt stof. Interessant nok, forskerne fandt ud af, at ingen af ​​de foreslåede tyngdekraftsteorier hidtil opfylder disse begrænsninger, hvilket tyder på, at hvis mørkt stof kan forklares med sådanne teorier, en gyldig teori er endnu ikke udviklet. I fremtiden, deres arbejde kunne informere om udviklingen af ​​alternative tyngdekraftsteorier, der er mere i overensstemmelse med kosmologiske observationer.

"I vores undersøgelse, vi antog, at den alternative tyngdekraftsteori skulle være 'lineær, "" Sagde Pardo. "Vi ser nu på, hvordan vi kan udvide dette til ikke -lineære teorier."

© 2020 Science X Network