Гравитационно взаимодействующие массивные частицы (GIMP) представляют собой набор частиц, теоретически объясняющих темную материю в нашей Вселенной, в отличие от альтернативной теории, основанной на слабовзаимодействующих массивных частицах (WIMP). Предложение делает темную материю формой сингулярностей в темной энергии , описываемой уравнениями гравитационного поля Эйнштейна для общей теории относительности .
Задний план
Темная материя была постулирована в 1933 году Цвикки , который заметил, что кривые скорости звезд не уменьшаются в зависимости от их расстояния от центра галактик. [1] [2]
Так как Альберт Эйнштейн развития «s из общей теории относительности , наша Вселенная была лучше описана в макроскопическом масштабе четырехмерные пространства - времени , метрика которого вычисляется с помощью уравнений поля Эйнштейна :
Здесь R μν - тензор кривизны Риччи , R - скалярная кривизна , g μν - метрический тензор , G гравитационная постоянная Ньютона , c - скорость света в вакууме, а T μν - тензор энергии-импульса . Символ Λ представляет « космологическую постоянную ». [3] [4]
WIMP были бы элементарными частицами, описываемыми Стандартной моделью квантовой механики, которую можно было бы изучать с помощью экспериментов в лабораториях частиц, таких как ЦЕРН . В отличие от этого , предлагаемые частицы GIMP будет следовать вакуумных решений из уравнений Эйнштейна для гравитации . Они будут сингулярными структурами в пространстве-времени , встроенными в геометрию, среднее значение которой образует темную энергию, которую Эйнштейн выразил в своей космологической постоянной .
Подразумеваемое
Предлагаемое отождествление темной материи с GIMP делает темную материю формой темной энергии, наполненной сингулярностями, то есть «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 ожидание окажется почти правильным. Материя будет играть роль, аналогичную точечным зарядам в однородном уравнении Максвелла. в котором игнорируются дельта-функции. Сумма темной материи плюс темная энергия составляет 76% всей материи, чего достаточно, чтобы компьютерное моделирование давало хорошее представление о поведении всей материи. [6]
Рекомендации
- Перейти ↑ Zwicky, Fritz (2009). "Републикация: Красное смещение внегалактических туманностей". Общая теория относительности и гравитации . 41 (1): 207–224. Bibcode : 2009GReGr..41..207Z . DOI : 10.1007 / s10714-008-0707-4 . ISSN 0001-7701 . S2CID 119979381 .
- ^ Цвикки, Фриц (1957). Морфологическая астрономия . Берлин; Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 9783642875441. OCLC 840301926 .
- ^ а б 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. DOI : 10.1002 / 3527608958.ch15 . ISBN 9783527608959.
- ^ Зауэр, Тильман (1 октября 2012 г.). «О ранней интерпретации Эйнштейном космологической постоянной». Annalen der Physik . 524 (9–10): 135–138. Bibcode : 2012AnP ... 524A.135S . DOI : 10.1002 / andp.201200746 . ISSN 0003-3804 .
- ^ Кляйнерт, Хаген (2017). Частицы и квантовые поля . Сингапур: World Scientific. С. 1545–1553. ISBN 978-9814740890. OCLC 934197277 .
- ^ Спрингель, Фолькер (27 сентября 2016 г.). Гидродинамическое моделирование образования галактик: прогресс, подводные камни и перспективы . YouTube (видео). Совместный астрофизический коллоквиум ИАС / ПО . Проверено 25 мая 2018 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )