¿Existen explicaciones alternativas para la fuerza gravitatoria que atribuimos a la materia oscura?

Siempre me pareció contrario a la intuición que observáramos y midiéramos una fuerza gravitacional y dado que el universo no tiene suficiente masa para explicarla, la conclusión fue decir que hay un tipo diferente de materia que no interactúa con la materia ordinaria ni puede ser visto o medido.

¿Qué pasaría si la fuerza fuera aplicada por otros universos adyacentes o superpuestos o por algo completamente diferente? ¿Se proponen otras teorías? ¿O simplemente llamaríamos a lo que sea que descubramos que es la fuente de esta fuerza "materia oscura" incluso si no se parece en nada a la materia?

Publicación Phys.SE relacionada: physics.stackexchange.com/q/6561/2451 y enlaces en el mismo.
Para una revisión de acceso abierto, consulte: • Famaey, Benoît y Stacy S. McGaugh. “ Dinámica newtoniana modificada (MOND) ”. Reseñas vivas en relatividad 15 (2012). doi: 10.12942/lrr-2012-10 .

Respuestas (1)

Ciertamente hay personas que estudian teorías de la gravedad alternativas (no relativistas generales). Las teorías más populares hasta ahora han sido:

  1. Dinámica newtoniana modificada (MOND) , que esencialmente postula que la mecánica newtoniana se descompone en alguna escala, lo que lleva a las curvas de rotación que vemos en las galaxias.
  2. Tensor-vector-escalar de gravedad (TeVeS): esta es una generalización relativista de MOND.
  3. Cayendo en la categoría MOND está la gravedad f(R) , que altera la expresión relativista general que relaciona la curvatura del espacio-tiempo con el tensor de tensión-energía (la 'fuente' de la gravedad, como la masa y la presión). Estas teorías relacionan diferentes funciones del escalar de Ricci con este tensor de tensión-energía.

TeVes parece ser la alternativa más prometedora a la Relatividad General (puede ser capaz de explicar cosas como curvas de rotación, predice lentes gravitacionales y algunas otras cosas), pero todavía hay muchos problemas con los que no funciona bien. Hasta ahora, parece que las teorías modificadas de la gravedad están creando más problemas de los que solucionan, aunque debo admitir que la existencia de cosas como la materia oscura y la energía oscura son cuestiones no triviales que los cosmólogos deben aceptar.

Cuando se trata de cosas como universos alternativos y similares como la causa de nuestros misterios actuales, estoy seguro de que estas cosas se han propuesto. El problema aquí es idear un experimento para probarlos. La materia oscura ha sido nombrada así porque sabemos que no emite ni absorbe ninguna radiación. En cuanto a la detección de una partícula de este tipo, se han realizado y se realizarán muchos experimentos reales, y es un campo de investigación apasionante.

A continuación se muestran algunos de estos experimentos y el rango de espacio de parámetros de masa/sección transversal que tiene/probará:

dmdetectionexperiments

Estudiaré ambas teorías, gracias. Aprovecharé esta oportunidad, ya que estás trabajando en un doctorado. sobre el tema, para hacer una pregunta de seguimiento. Leyendo este artículo el otro día aprendí sobre los Axiones y la Materia Oscura Fría , ¿podría orientarme en la dirección correcta para aprender qué favorece más la ciencia actual y por qué? entre la materia oscura fría y la materia oscura caliente que es.
Seguro. Veo artículos que llegan a arxiv ( arxiv.org ) de vez en cuando sobre el tema de los axiones. En resumen, sea lo que sea la materia oscura, debe ser fría. Lo que esto significa es que tiene una dispersión de velocidad bastante baja. Sin embargo, si fuera tibio/caliente, las estructuras a pequeña escala simplemente no estarían allí (y este no parece ser el caso). Piense en ello como si aumentara las energías cinéticas de un sistema de partículas, la gravedad gana si las cosas pueden enfriarse. En cuanto a los axiones, son uno de los muchos candidatos para lo que puede ser la partícula de materia oscura. Fueron postulados por primera vez en...
1977 para resolver la violación de paridad de carga (CP) ( adsabs.harvard.edu/abs/1977PhRvL..38.1440P)(http://… . Aquí hay al menos un experimento que conozco que buscaba axiones ( pvlas.ts. infn.it ). Sin embargo, la mayoría de los experimentos que se están realizando buscan lo que se conoce como WIMPS (partículas masivas de interacción débil). En términos generales, hay tres tipos de firmas experimentales que la gente busca: 1) Indirecta: materia oscura/anti -aniquilación de materia oscura o productos de descomposición, 2) Experimentos directos - de retroceso nuclear, y
3) Crearlos en el laboratorio: experimentos con colisionadores. Esto es mucho para asimilar, pero hay una serie de artículos de revisión que puede leer (aunque aún pueden ser algo técnicos para el lector promedio). Aquí hay uno que conozco: arxiv.org/abs/hep-ph/0404175