¿Existe una alternativa a la materia oscura?

He estado leyendo sobre la materia oscura. Entendí que su existencia se infiere por la discrepancia entre la gravedad que ejerce una galaxia (masa total) y el movimiento de las estrellas que la componen.

En otras palabras, las estrellas exteriores no se comportarían como lo hacen si la masa total del sistema no fuera mucho mayor de lo que se puede ver.

Me preguntaba si hay otras explicaciones posibles para este fenómeno en lugar de la materia oscura.

¿Qué has mirado hasta ahora para tratar de encontrar una respuesta?
¿De qué escuela estamos hablando? ¿Escuela de posgrado en física/astronomía? Si no es así, es posible que desee seleccionar un tema diferente. Este es muy difícil y la simplificación ad absurdum no es compatible con "hacer un buen trabajo" para este.
physics.stackexchange.com/questions/tagged/… no es un mal lugar para comenzar
Uf... por un momento pensé en física de secundaria... ¿Tomaste una clase de GR? ¿Se siente cómodo discutiendo las diferencias entre GR y la gravedad tensorial-vectorial-escalar?
OK... búscate un tema diferente. Este no es para la escuela secundaria.
@rnrneverdies Quizá le gustaría ver "Warped Worlds" en mi página wetsavannaanimals.net/wordpress/small-things-amuse-great-minds Esto está escrito para los últimos años de la escuela primaria, pero podría ayudarlo a comenzar. Tendrás una idea de lo que se trata la Relatividad General.

Respuestas (2)

La evidencia de la materia oscura es extremadamente convincente siempre que se asuma la teoría de la relatividad de Einstein. Salir de la materia oscura significa abandonar esa suposición (o que SERIAMENTE hemos estropeado algunas observaciones). Algunas personas estudian teorías alternativas de la gravedad. Las dos teorías alternativas (¿o clases de teorías? ¿palabras clave?) de las que más escucho son gravedad f(R) y MOND: Dinámica newtoniana modificada .

Uno no necesita que GR se vea obligado a asumir que existe la materia oscura. El problema de la curva de rotación galáctica es newtoniano.
@CuriousOne Cierto, pero GTR se reduce a Newton y, por supuesto, explica con éxito otros fenómenos presenciados empíricamente (lentes, precesión absidal, ...) que Newton no puede, por lo que Kyle dice que la curva de rotación galáctica es el primer efecto empírico que sería falsificar GTR si se repudiara la materia oscura.
MOND ni siquiera se acerca a ser una teoría física y hay varias extensiones de GR que pueden ser compatibles con las observaciones de la materia oscura. De hecho, si interpreto algo de lo que he leído correctamente, la materia oscura puede encajar de forma natural en la próxima extensión no trivial de GR: la teoría de Einstein-Cartan. Habiendo dicho eso, la mayor parte de la evidencia directa de la materia oscura es un problema newtoniano, y no rompería la estrella de la muerte por un problema que puede someterse a golpes con un garrote.
@CuriousOne ¿Tiene una referencia para la teoría EC y su relación con la materia oscura? Eso suena realmente interesante.
Véase, por ejemplo, arxiv.org/abs/1405.3435 . Si queremos explicar la materia oscura por una extensión de GR en lugar de a través de un modelo de partículas, entonces EC parece un ajuste más natural que otras extensiones ad-hoc. Habiendo dicho eso, a la naturaleza no le importa lo que "parece natural" para nosotros, por lo que EC también puede estar equivocado.
La otra evidencia convincente en la que estoy pensando (además de las curvas de rotación) es la abundancia de materia requerida para aplanar el Universo en comparación con los cálculos de la abundancia de bariones (por ejemplo, fracción de bariones en cúmulos de galaxias, cálculos de bariogénesis). Dado que la curvatura es una cosa de GR, llamaría a esto bastante dependiente de GR.
Entonces, ¿dónde está el 'bip'? No podemos encontrar una partícula. Dada una distribución uniforme en nuestra galaxia, ¿podríamos ver los efectos de la materia oscura en nuestro sistema solar? (Mirando de cerca la dinámica de los cometas o algo así).
@GeorgeHerold, aparte de la noción romántica de que nos gustaría poder confirmar su existencia, no hay nada que obligue a la partícula DM a acoplarse con el resto del Universo por otra cosa que no sea la gravitación. Por supuesto, siempre existe la posibilidad de que nos hayamos perdido algo en las observaciones, o que GR esté mal, pero creemos que tenemos lo primero bajo control, y hay algunas pruebas convincentes de GR... El sistema solar es no es bueno, a menos que mejoremos exponencialmente en la contabilidad de las perturbaciones de todos los cuerpos en el SS.
En cualquier escenario de partículas de materia oscura, la masa total del DM dentro de la órbita de Plutón es aproximadamente 1/100,000 de la masa de la Luna (o un asteroide de densidad de roca lunar con un radio de aproximadamente 100 millas), pero distribuida más o menos uniformemente en todo el sistema solar. Dado que solo se siente la atracción neta de la gravedad desde todas las direcciones, solo las faltas de homogeneidad locales de la materia oscura son observables para alguien dentro de la distribución de DM. Entonces, el impacto de DM en la vecindad del sistema solar es mucho, mucho más pequeño que el impacto gravitacional de un asteroide dentro del sistema solar, demasiado leve para detectarlo experimentalmente.
@WetSavannaAnimal ¿Por qué crees que la física newtoniana no puede explicar las lentes gravitacionales? Newton puso la flexión gravitacional de la luz en la Óptica, y de ahí a la lente es trivial. Especialmente porque también calculó los números para el caso análogo de lentes atmosféricos debido a la atmósfera de densidad variable de la Tierra.

Si bien la teoría MOND de Milgrom y su generalización relativista de Jacob Bekenstein llamada TeVeS proporciona un enfoque de modificación de la gravedad que es el más antiguo y el más famoso, no es el único. Solo en los últimos seis años se han considerado seriamente una variedad de propuestas:

John W. Moffat tiene varios otros de concepto similar, como MOG. Hay teorías f(R) y f(R,T) que tienen términos adicionales que son funciones del tensor de Ricci y del escalar de torsión respectivamente. Se han propuesto formulaciones de gravedad no local para abordar los fenómenos de materia oscura. Luego están conceptos como el de Alexandre Deur, que reconsidera cómo se debe manejar la autointeracción del gravitón en la gravedad cuántica (explorado previamente en 1981 ), y Lee Smolin , que considera los efectos de la gravedad cuántica que podrían parecer materia oscura en enfoques de la gravedad cuántica de bucles. erik verlindeEl concepto Emergent Gravity de Emergent Gravity no pretendía ser un enfoque de modificación de la gravedad, pero algunas versiones del mismo proporcionan una alternativa a la materia oscura. Algunas soluciones constantes de acoplamiento gravitacional en ejecución (también aquí ) también podrían reemplazar la materia oscura, posiblemente en relación con un escenario de gravedad asintóticamente seguro . La gravedad de Horndeski se inventó como una realización alternativa de energía oscura, pero también puede ser una alternativa de materia oscura, como puede ser una generalización de la teoría de Brans-Dicke . Un gravitón escalar masivo y una gravedad masiva tensorial (también aquí ) también se han considerado como alternativas. Lubos Motl ha adelantado una variante denominadadinámica holográfica modificada .

La materia oscura ondulatoria es estrictamente hablando una teoría de partículas de materia oscura, pero tiene algunas características que generalmente se encuentran en las teorías de modificación de la gravedad.

+1 para la mayor cantidad de referencias que he visto en una respuesta de Stackexchange.
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