JBD-SVT引力模型：星系旋转曲线与首选参考框架的影响

"这篇论文探讨了星系旋转曲线与首选参考框架效应，使用了一种广义的Jordan-Brans-Dicke标量-矢量-张量（JBD-SVT）引力模型，作为暗物质模型的替代。研究中考虑了Brans-Dicke标量场与动态四矢量场Nμ之间的相互作用势，该四矢量场作为首选参考帧的四个速度。在弱场限制下，研究的星系度量解可以达到修改后的Schwarzschild-de Sitter空间，其中矢量场的质量充当有效的宇宙常数。该工作提出了对牛顿引力加速度公式的修改，以此解释星系的圆周速度无需假设暗物质。通过应用经验的重子Tully-Fisher关系，理论结果被用来验证星系的旋转速度与质量之间的线性关系，并与12个旋涡星系的实验观测数据进行了比较，显示了良好的对应关系。" 本文是《欧洲物理期刊C》（Eur.Phys.J.C）2019年的一篇开放获取文章，作者是Hossein Ghaffarnejada和Razieh Dehghanib，来自伊朗塞曼大学物理学院。文章于2018年9月提交，2019年5月接受，并于同年6月在线发表。作者对经典牛顿引力理论进行了扩展，以解决星系旋转曲线的问题，这是天文学中一个长期存在的挑战。在传统解释中，星系外围恒星的高速旋转需要引入暗物质来解释，但本文尝试用引力理论的修改来避免这一假设。 Jordan-Brans-Dicke理论是一种广义相对论的替代理论，它引入了一个标量场来描述引力，而不仅仅是通过时空曲率。在本文中，这个标量场与一个首选参考帧的时间向量场相互作用，产生了一个新的物理效应。这种相互作用导致的度量解可以映射到一个包含矢量场质量的修改后的Schwarzschild-de Sitter空间，这相当于引入了一个动态的宇宙常数。 作者进一步指出，这种理论上的修改允许解释星系旋转曲线，而无需暗物质的假设。这涉及到对牛顿引力加速度公式的修正，使得星系边缘的物体仍然能保持高速旋转。此外，通过比较理论预测与Tully-Fisher关系（一种基于星系亮度和旋转速度的经验关系），他们证明了这个理论能够合理地描述实际观测到的星系旋转行为。在12个旋涡星系的数据对比中，理论结果与观测值有良好的一致性，这为引力理论的修改提供了有力的支持。 这项研究提供了一个不依赖暗物质的新视角来解释星系旋转曲线，这可能对理解宇宙的大尺度结构和引力的本质产生深远影响。它鼓励了进一步的理论发展和观测验证，以完善我们对宇宙的理解。