Гравитационно взаимодействующие массивные частицы - Gravitationally-interacting massive particles

Гравитационно-взаимодействующие массивные частицы (GIMP) представляют собой набор частиц, теоретически объясняющих темная материя в нашей Вселенной, в отличие от альтернативной теории, основанной на слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPs). Предложение делает темную материю формой сингулярностей в темная энергия, описываемого уравнениями гравитационного поля Эйнштейна для Общая теория относительности.

Фон

Темная материя была постулирована в 1933 г. Цвикки, которые заметили, что кривые скорости звезд не уменьшаются при их построении в зависимости от их расстояния от центра галактик.^[1][2]

С Альберт Эйнштейн Развитие Общая теория относительности, наша Вселенная лучше всего описана в макроскопическом масштабе четырехмерное пространство-время чья метрика рассчитывается через Уравнения поля Эйнштейна:

${\displaystyle R_{\mu \nu }-{\tfrac {1}{2}}R\,g_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={\frac {8\pi G}{c^{4}}}T_{\mu \nu }.}$

Здесь р_μν это Тензор кривизны Риччи, р это скалярная кривизна, грамм_μν то метрический тензор, грамм Гравитационная постоянная Ньютона, c то скорость света в вакууме и Т_μν это тензор энергии-импульса. Символ Λ представляет собой «космологическая постоянная ”.^[3][4]

WIMPs было бы элементарные частицы описанный Стандартная модель квантовой механики, которую можно было бы изучить с помощью экспериментов в лабораториях частиц, таких как ЦЕРН. Напротив, предлагаемые частицы GIMP будут следовать Вакуумные решения из Уравнения Эйнштейна для гравитации. Они будут сингулярными структурами в пространство-время, встроенные в геометрию, среднее значение которой формирует темная энергия что Эйнштейн выразил в своей космологическая постоянная.

Подразумеваемое

Предлагаемое отождествление темной материи с GIMP делает темную материю формой темная энергия заполнены сингулярностями, т.е. «запутанной» темной энергией.^[5] Это примерно подтвердило бы надежду Эйнштейна в 1919 году, что все частицы во Вселенной будут следовать бесследной версии его уравнения.^[3]

Если мы идентифицируем всю материю как сумму темной энергии и темной материи в форме GIMP, его ожидания оказались бы оправданными. почти верно. Материя будет играть роль, аналогичную точечным зарядам в однородное уравнение Максвелла ${\textstyle \nabla ^{2}E=0}$ в котором дельта-функции игнорируются. Сумма темной материи плюс темная энергия составляет 76% всей материи, чего достаточно, чтобы компьютерное моделирование давало хорошее представление о поведении всей материи.^[6]

Рекомендации

1. Цвикки, Фриц (2009). "Републикация: Красное смещение внегалактических туманностей". Общая теория относительности и гравитации. 41 (1): 207–224. Bibcode:2009GReGr..41..207E. Дои:10.1007 / s10714-008-0707-4. ISSN  0001-7701. S2CID  119979381.
2. Цвикки, Фриц (1957). Морфологическая астрономия. Берлин; Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN  9783642875441. OCLC  840301926.
3. Эйнштейн, Альберт (1919). "Spielen Gravitationsfelder im Aufbau der materiellen Elementarteilchen eine wesentliche Rolle?". Альберт Эйнштейн: Akademie-Vorträge. Вайнхайм, ФРГ: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. С. 167–175. Дои:10.1002 / 3527608958.ch15. ISBN  9783527608959.
4. Зауэр, Тилман (1 октября 2012 г.). «О ранней интерпретации Эйнштейном космологической постоянной». Annalen der Physik. 524 (9–10): 135–138. Bibcode:2012AnP ... 524A.135S. Дои:10.1002 / andp.201200746. ISSN  0003-3804.
5. Кляйнерт, Хаген (2017). Частицы и квантовые поля. Сингапур: World Scientific. С. 1545–1553. ISBN  978-9814740890. OCLC  934197277.
6. Спрингель, Фолькер (27 сентября 2016 г.). Гидродинамическое моделирование образования галактик: прогресс, подводные камни и перспективы. YouTube (видео). Совместный астрофизический коллоквиум ИАС / ПУ. Получено 25 мая 2018.