Тёмная материя vs модификация ОТО

[Anton_Peplov]

Есть факт, что видимой материи, гравитирующей согласно ОТО, не хватает для объяснения многих наблюдаемых фактов: кривых вращения галактик, движения галактик в скоплениях и так далее, список: https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter#Observational_evidence
Выходов ровно два: либо предположить существование тёмной материи (ладно, скрытой массы), либо разработать новую теорию гравитации.
По второму пути люди ходили и по сию пору ходют, список: https://en.wikipedia.org/wiki/Alternatives_to_general_relativity
Тем не менее, мейнстримом является именно гипотеза тёмной материи. Работают недешёвые детекторы, которые пока ничего не обнаружили.

Правильно ли я понимаю, что причина в том, что ОТО не удалось "переписать" нужным образом, чтобы и без тёмной материи обойтись, и со всеми наблюдательными тестами согласоваться? Или есть ещё какие-то соображения? Можно ли их примерно обрисовать простыми словами?

Просто на мой незамутнённый интеллектом взгляд честного обывателя предположение "это гравитируют какие-то частицы, которых мы не видим на приборах и о которых знаем только то, что начинается с "не", но на них приходится 27% энергии во Вселенной" звучит гораздо страньше и чудесатее, чем "уравнения, описывающее тяготение, имеют другой вид".

Тем не менее, в этом вопросе именно специалисты умные, а не я. Если они так считают, значит, имеют основания к. Можно чуток про то, какие? Пробовал гуглить вопрос, но не особо чего нагуглилось.

[gris]

История астрономии знает немало примеров, когда для объяснения отклонения результатов наблюдения от теории не стали уточнять теорию, а предположили существование невидимых дотоле объектов. Например, планет Нептуна и Плутона. И что же? По мере развития средств наблюдения и при надлежащих вычислениях их увидели с весьма близкого расстояния. Я верю, что и тёмная материя проявит себя более наглядным способом.

[rockclimber]

Anton_Peplov в сообщении #1269249 писал(а):

Просто на мой незамутнённый интеллектом взгляд честного обывателя предположение "это гравитируют какие-то частицы, которых мы не видим на приборах и о которых знаем только то, что начинается с "не", но на них приходится 27% энергии во Вселенной" звучит гораздо страньше и чудесатее, чем "уравнения, описывающее тяготение, имеют другой вид".

Чисто для сравнения, похожая ситуация была в прошлом, когда открывали нейтрино. Насколько я помню, там получалось так, что часть энергии куда-то регулярно пропадала, поэтому было предложено две версии: 1) это какая-то частица, которую мы никак не можем поймать и 2) закон сохранения энергии нарушается. Тогда предположили, что наверно все-таки частица, и стали искать частицу. Возвращаясь к вашему примеру, логично предположить, что это все-таки частицы. К тому же, как я понимаю, никто пока не считает, что частицы открыты уже все.

[Anton_Peplov]

rockclimber в сообщении #1269259 писал(а):

Чисто для сравнения, похожая ситуация была в прошлом, когда открывали нейтрино.

Это я тоже помню. Но предположить, что на эти неизвестные частицы приходится в пять с лишним раз больше энергии, чем на всю видимую материю - это не совсем то же самое, что допустить существование маленьких нейтрино или отдельно взятого Нептуна.

[rockclimber]

Ну так тут разница количественная, а не качественная.
Со Вселенной же тоже примерно это происходило. Сейчас известны объекты на расстоянии порядка 14 миллиардов световых лет, а всего лет сто назад самый далекий известный объект был на 3 порядка ближе. То есть наблюдения показали, что все, что мы видели до сих пор, - это маленькая крупица того, что существует на самом деле.

[amon]

Anton_Peplov в сообщении #1269249 писал(а):

видимой материи, гравитирующей согласно ОТО, не хватает для объяснения многих наблюдаемых фактов

Если что, Pphantom поправит, но, по-моему, для выяснения этого ОТО не нужна, хватает Ньютона. ОТО и поправки к ней нужны для объяснения "плоскостности" наблюдаемой части вселенной, но это уже другая история.

[EUgeneUS]

gris в сообщении #1269258 писал(а):

Например, планет Нептуна и Плутона.

FGJ, с Плутоном оказалось случайностью

[Anton_Peplov]

rockclimber в сообщении #1269269 писал(а):

Ну так тут разница количественная, а не качественная.

Это универсальный ответ на всё что угодно, потому что категории "качества" и "количества" туманны.

rockclimber в сообщении #1269269 писал(а):

Сейчас известны объекты на расстоянии порядка 14 миллиардов световых лет

Сильно больше, хотя, если с точностью до порядка...

rockclimber в сообщении #1269269 писал(а):

а всего лет сто назад самый далекий известный объект был на 3 порядка ближе. То есть наблюдения показали, что все, что мы видели до сих пор, - это маленькая крупица того, что существует на самом деле.

По-моему, некорректная аналогия. Далёкие объекты мы именно что увидели в самых разных диапазонах. А ТМ мы не видим вот вообще ни фига. Видим какую-то странную гравитацию, которая то ли от видимой материи, но не по ОТО, то ли по ОТО, но от невидимой. Почему мы считаем второй вариант более вероятным?

[Pphantom]

Так ведь, как я только что писал в соседней теме, скрытая масса - это просто плохо светящееся вещество. Само по себе это совершенно нормально, скорее уж мысль, что все существующее в природе должно быть достаточно ярким источником электромагнитного излучения, выглядит несколько странно.

К тому же уже и в истории проблемы скрытой массы есть прецеденты обнаружения того, что ранее не наблюдалось: есть горячий межгалактический газ, есть облака $L_\alpha$-леса, есть "протогалактики", в которых практически не запустилось звездообразование.

-- 26.11.2017, 18:50 --

amon в сообщении #1269280 писал(а):

Если что, Pphantom поправит, но, по-моему, для выяснения этого ОТО не нужна, хватает Ньютона.

Поправлять нечего, все правильно.

[Anton_Peplov]

Pphantom в сообщении #1269289 писал(а):

Так ведь, как я только что писал в соседней теме, скрытая масса - это просто плохо светящееся вещество. Само по себе это совершенно нормально, скорее уж мысль, что все существующее в природе должно быть достаточно ярким источником электромагнитного излучения, выглядит несколько странно.

Так ведь мейнстримом является гипотеза, что это не какой-нибудь там холодный разрежённый газ и прочая родная барионная материя. Это я бы понял и принял. Нет же, говорят о неизвестных частицах. Стабильных. Тяжёлых.

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1269291 писал(а):

Так ведь мейнстримом является гипотеза, что это не какой-нибудь там холодный разрежённый газ и прочая родная барионная материя. Это я бы понял и принял. Нет же, говорят о неизвестных частицах. Стабильных. Тяжёлых.

Кхм... дело в том, что тут путаются две вещи.

Во-первых, скрытая масса, существование которой следует из динамики галактик в скоплениях, кривых вращения галактик и т.п. Ее небарионность ниоткуда не следует, и тут есть много вариантов, что бы это могло быть.

Во-вторых, темнамя материя, получающаяся в результате интерпретации данных об анизотропии реликтового фона в рамках $\Lambda CDM$-модели. Вот тут ситуация намного более сложная, поскольку фактически это подгоночный параметр, вводимый в модель для лучшего согласования ее с одним конкретным типом наблюдений. Собственно, небарионной скрытая масса в этом случае и получается "от противного" - из-за явной нехватки барионного вещества в каком-либо виде. Мейнстрим тут есть в большей степени в популяризации, на практике же регулярно появляются те или иные попытки соорудить модель без CDM или с другими вариантами интерпретации, а устоявшегося общепринятого мнения по этому вопросу скорее нет.

Следствием не слишком корректной популяризации является то, что второе почти всегда смешивается в единую кашу с первым. При этом всякие альтернативные модели гравитации вроде MOND - это способ объяснить первую (и тут действительно ОТО, в общем, почти не нужна), соответственно, всякие экзотические частицы и т.п. тут тоже не при чем.

[Anton_Peplov]

Pphantom в сообщении #1269301 писал(а):

Мейнстрим тут есть в большей степени в популяризации, на практике же регулярно появляются те или иные попытки соорудить модель без CDM или с другими вариантами интерпретации, а устоявшегося общепринятого мнения по этому вопросу скорее нет.

Хм. Всегда думал, что если консенсуса нет, то деньги на строительство больших детекторов просто не выделят. Я переоцениваю чью-то жадность? :)

Pphantom в сообщении #1269301 писал(а):

Следствием не слишком корректной популяризации является то, что второе почти всегда смешивается в единую кашу с первым.

Ага, понятно. Спасибо. Но если таки принимать гипотезу небарионной ТМ для объяснения того, что намерили в реликте, то ею же удобно объяснять и скрытую массу, которую мы наблюдаем по поведению галактик и др., так?

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1269323 писал(а):

Я переоцениваю чью-то жадность? :)

Наверное.

Anton_Peplov в сообщении #1269323 писал(а):

Но если таки принимать гипотезу небарионной ТМ для объяснения того, что намерили в реликте, то ею же удобно объяснять и скрытую массу, которую мы наблюдаем по поведению галактик и др., так?

В принципе да, но не совсем. Небарионная ТМ таки действительно не должна охлаждаться, поэтому равномерно размазать ее по Вселенной можно, а вот добиться скучивания существенно сложнее. Ну и просто не очень приятно объяснять непонятное через неизвестное.

[schekn]

Pphantom
Хотелось бы прояснить некоторые моменты.

Вот здесь говорится о "профилях" для гало тёмной материи.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гало_тёмной_материи
(почему-то не выделяется ссылка полностью)
Правильно ли я понимаю, что статическое распределение плотности ТМ добавляется в правую часть уравнений Гильберта-Эйнштейна, то есть поправляется ТЭИ? И таким образом от геометрии Шварцшильда переходят к некоторой более сложной статической метрики, которая объясняет кривые вращения?

И второй момент, если предположить , что Темная материя состоят из частиц, то почему они не коллапсируют подобно пыли в модели Оппенгеймера-Снайдера?

[GHJKTNFHBFN]

Недавно пролетел через солнечную систему сигарообразный межзвездный астероид. А пробовал кто посчитать плотность их во вселенной исходя из того что за сто лет через солнечную систему пролетает один такой? Это сколько же их находится в межзвездном и межгалактическом пространстве!
Недавно сел посчитать. Однако моих математических способностей недостаточно. Было бы крайне интересно. Хорошая задачка!