[論文レビュー] Galaxy rotation curves in de Sitter space

van Putten, H P M Maurice|arXiv (Cornell University)|Nov 10, 2014

Geophysics and Gravity Measurements被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、de Sitter空間におけるダークエネルギーの影響が、非常に小さな重ヒッグス粒子質量を介して重力の赤方偏移を誘発することを提案している。この質量はHiguchi安定性条件を満たしており、ミルグロムの逆距離則を自然に得る。この修正は、局所的なダークマターのクラスタリングを必要とせず、観測された銀河の回転曲線を正確に再現する。

ABSTRACT

Dark energy inferred from the observed negative deceleration parameter introduces a small mass of the graviton, that satisfies the Higuchi stability condition. It implies an infra-red modification of gravitation that produces Milgrom's inverse distance law of gravitational attraction in excellent agreement with the observed galaxy rotation curves. We conclude that dark matter is present cosmologically with no need for local clustering in galaxies.

研究の動機と目的

• 局所的なダークマターのクラスタリングを仮定せずに、観測された平坦な銀河の回転曲線を説明すること。
• ダークエネルギーの負の減速パラメータが、小さな重ヒッグス粒子質量を示唆するかどうかを調査すること。
• そのような重ヒッグス粒子質量が、ミルグロムの法則と整合する赤方偏移重力修正をもたらすかどうかをテストすること。
• 導出された重ヒッグス粒子質量が、Higuchi安定性条件を満たすかどうかを評価すること。
• このメカニズムが、銀河内でのダークマターの必要性なしに銀河力学を説明できるかどうかを特定すること。

提案手法

• 小さな安定した重ヒッグス粒子質量を仮定した場合のde Sitter空間における有効重力ポテンシャルを導出すること。
• Higuchi安定性条件を適用して、重ヒッグス粒子質量の許容範囲を制約すること。
• 大スケールでのニュートン的重力に対する修正を計算すること。
• 修正されたポテンシャルをミルグロムの逆距離則（MOND的挙動）と比較すること。
• 得られた重力則が観測された銀河の回転曲線にどの程度適合するかを評価すること。
• 減速パラメータから導出された重ヒッグス粒子質量の宇宙論的整合性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ダークエネルギーの観測された負の減速パラメータを用いて、小さな安定した重ヒッグス粒子質量を推定できるか？
• RQ2 Higuchi条件を満たす重ヒッグス粒子質量が、赤方偏移重力修正を引き起こすか？
• RQ3 その結果得られる修正された重力則が、ミルグロムの逆距離則（重力的吸引）を再現するか？
• RQ4 この修正された重力が、局所的なダークマターを必要とせずに銀河の平坦な回転曲線を説明できるか？
• RQ5 導出された重ヒッグス粒子質量は、宇宙論的観測および量子的制約のもとで安定的かつ整合的か？

主な発見

• ダークエネルギーの負の減速パラメータは、Higuchi安定性条件を満たす小さな非ゼロの重ヒッグス粒子質量を示唆する。
• この重ヒッグス粒子質量は、赤方偏移重力修正を引き起こし、長距離重力ポテンシャルを変更する。
• 修正されたポテンシャルは、ミルグロムの経験的関係に一致する逆距離則の重力的吸引をもたらす。
• 得られた重力則は、観測された平坦な銀河の回転曲線を正確に再現する。
• このモデルは、銀河内での局所的ダークマターのクラスタリングを必要とせず、銀河力学を説明できる。
• このメカニズムは、宇宙論的観測および量子的安定性制約と整合的である。