‍ فرار از ماده تاریک

پدیده‌هایی که موجب معرفی ماده تاریک شد، می‌تواند به عنوان نارسایی های نسبیت عام نیز تلقی شود. شاید تفاوت پیش‌بینی‌های تئوری و مشاهدات تجربی در ناقص بودن توصیف ما از گرانش باشد و تصحیحاتی در تئوری بتواند مشکل را حل کند. به نظر این مسیر منطقی تر از معرفی ماده‌ای ناشناخته با ویژگی‌هایی عجیب باشد که اثرات گرانشی ایجاد می‌کنند.
یکی از تلاش‌ها در این مسیر، نظریه‌ی گرانش اسکالر-تانسو-بردار جان موفات است. او پیشنهاد می‌کند که گرانش در همه مقیاس‌ها دقیقاً همان‌طور که نسبیت عام می‌گوید رفتار نمی‌کند؛ بلکه با افزودن میدان‌های جدید، دینامیک گرانشی تغییر می‌یابد. در فرمول‌بندی موفات، علاوه بر متریک فضا-زمان که در نسبیت عام حضور دارد، سه نوع میدان دیگر هم به لاگرانژی اضافه می‌گردد که موجب می‌شود ثابت گرانشی موثر در فواصل مختلف تغییر کند و یک ترم یوکاوایی اضافه شود.
نتیجه این است که شتاب گرانشی در نظریه موفات به صورت ترکیبی از قانون نیوتن و یک اصلاح یوکاوایی درمی‌آید. در فواصل کوچک (مثلاً در منظومه شمسی) این اصلاحات ناچیز است و گرانش همان‌طور که انتظار داریم عمل می‌کند. اما در مقیاس‌های کهکشانی و خوشه‌ای، سهم این میدان‌ها بزرگ‌تر می‌شود و منحنی‌های چرخش و همگرایی نور بدون نیاز به ماده تاریک بازتولید می‌شوند.

موفقیت‌های این نظریه بازتولید منحنی‌های چرخش کهکشانی بدون ماده تاریک و توضیح پدیده‌هایی مثل عدسی گرانشی قوی در برخی خوشه‌های کهکشانی است. پیچیدگی ریاضی و پارامترهای آزاد از چالش های این تئوری است.

معادله شتاب گرانشی اصلاح شده ناشی از جرم نقطه‌ای M در تصویر آمده است. در فواصل کم جمله نمایی تقریبا برابر با یک و رابطه به قانون نیوتن تقلیل می‌یابد. در فواصل زیاد جمله نمایی به صفر میل می‌کند:
a(r)=(1+ß)GM/r²
و ثابت گرانش موثر افزایش می‌یابد.

🆔 @Physics3p