Gravitačně interagující masivní částice - Gravitationally-interacting massive particles

Gravitačně interagující masivní částice (GIMP) jsou množinou teoretizovaných částic vysvětlujících temná hmota v našem vesmíru, na rozdíl od alternativní teorie založené na slabě interagující masivní částice (WIMP). Návrh činí z temné hmoty formu singularity temná energie, popsaný Einsteinovými rovnicemi gravitačního pole pro Obecná relativita.

Pozadí

Temnou hmotu postuloval v roce 1933 Zwicky, kteří si všimli, že se rychlostní křivky hvězd nesnižují, když jsou vyneseny jako funkce jejich vzdálenosti od středu galaxií.[1][2]

Od té doby Albert Einstein Vývoj Obecná relativita, náš vesmír nejlépe popsal v makroskopickém měřítku čtyřrozměrný časoprostor jehož metrika se počítá pomocí Einsteinovy ​​rovnice pole:

Tady Rμν je Ricciho tenzor zakřivení, R je skalární zakřivení, Gμν the metrický tenzor, G Newtonova gravitační konstanta, C the rychlost světla ve vakuu a Tμν je tenzor napětí a energie. Symbol Λ představuje „kosmologická konstanta ”.[3][4]

WIMP bylo by elementární částice popsal Standardní model kvantové mechaniky, kterou bylo možné studovat experimenty v laboratořích částic, jako např CERN. Naproti tomu navrhované částice GIMP by následovaly Vakuová řešení z Einsteinovy ​​rovnice pro gravitaci. Byly by to singulární struktury vesmírný čas, vložený do geometrie, jejíž průměr tvoří temná energie který Einstein vyjádřil ve svém kosmologická konstanta.

Důsledky

Navrhovaná identifikace temné hmoty pomocí GIMP dělá z temné hmoty formu temná energie naplněné singularitami, tj. „zapletenou“ temnou energií.[5] To by zhruba potvrdilo Einsteinovu naději v roce 1919, že všechny částice ve vesmíru budou následovat bez stopovou verzi jeho rovnice.[3]

Pokud bychom identifikovali veškerou hmotu jako součet temné energie plus temné hmoty ve formě GIMP, jeho očekávání by se ukázalo být téměř že jo. Hmota by hrála roli podobnou bodovým poplatkům v EU homogenní Maxwellova rovnice ve kterém jsou delta funkce ignorovány. Součet temné hmoty plus temné energie tvoří 76% veškeré hmoty, což je dostatečné množství pro to, aby počítačové simulace poskytly dobrou reprezentaci chování celé hmoty.[6]

Reference

  1. ^ Zwicky, Fritz (2009). „Republication of: The redshift of extragalactic mlulae“. Obecná relativita a gravitace. 41 (1): 207–224. Bibcode:2009GReGr..41..207E. doi:10.1007 / s10714-008-0707-4. ISSN  0001-7701. S2CID  119979381.
  2. ^ Zwicky, Fritz (1957). Morfologická astronomie. Berlín; Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. ISBN  9783642875441. OCLC  840301926.
  3. ^ A b Einstein, Albert (1919). „Spielen Gravitationsfelder im Aufbau der materiellen Elementarteilchen eine wesentliche Rolle?“. Albert Einstein: Akademie-Vorträge. Weinheim, SRN: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 167–175. doi:10.1002 / 3527608958.ch15. ISBN  9783527608959.
  4. ^ Sauer, Tilman (1. října 2012). „O Einsteinově rané interpretaci kosmologické konstanty“. Annalen der Physik. 524 (9–10): 135–138. Bibcode:2012AnP ... 524A.135S. doi:10.1002 / andp.201200746. ISSN  0003-3804.
  5. ^ Kleinert, Hagen (2017). Částice a kvantová pole. Singapur: World Scientific. 1545–1553. ISBN  978-9814740890. OCLC  934197277.
  6. ^ Springel, Volker (27. září 2016). Hydrodynamické simulace formování galaxií: Pokrok, úskalí a sliby. Youtube (video). Společné kolokvium o astrofyzice IAS / PU. Citováno 25. května 2018.