論文の概要: Quantum Effects on Cosmic Scales as an Alternative to Dark Matter and Dark Energy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02954v1
- Date: Mon, 2 Sep 2024 09:02:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-07 01:16:35.525777
- Title: Quantum Effects on Cosmic Scales as an Alternative to Dark Matter and Dark Energy
- Title（参考訳）: 暗黒物質とダークエネルギーの代替としての宇宙スケールの量子効果
- Authors: Da-Ming Chen, Lin Wang,
- Abstract要約: スピンねじれ理論を開発し、球対称および静的重力系について検討する。
我々は、マクロな物質の量子スピンが宇宙スケールで注目されるようになると仮定する。
このアプローチの重要な側面は、スケール関数を持つディラック方程式の定数質量を置換することである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.577935944665
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The spin-torsion theory is a gauge theory approach to gravity that expands upon Einstein's general relativity (GR) by incorporating the spin of microparticles. In this study, we further develop the spin-torsion theory to examine spherically symmetric and static gravitational systems that involve free-falling macroscopic particles. We posit that the quantum spin of macroscopic matter becomes noteworthy at cosmic scales. We further assume that the Dirac spinor and Dirac equation adequately capture all essential physical characteristics of the particles and their associated processes. A crucial aspect of our approach involves substituting the constant mass in the Dirac equation with a scale function, allowing us to establish a connection between quantum effects and the scale of gravitational systems. This mechanism ensures that the quantum effect of macroscopic matter is scale-dependent and diminishes locally, a phenomenon not observed in microparticles. For any given matter density distribution, our theory predicts an additional quantum term, the quantum potential energy (QPE), within the mass expression. The QPE induces time dilation and distance contraction, and thus mimics a gravitational well. When applied to cosmology, the QPE serves as a counterpart to the cosmological constant introduced by Einstein to balance gravity in his static cosmological model. The QPE also offers a plausible explanation for the origin of Hubble redshift (traditionally attributed to the universe's expansion). The predicted luminosity distance--redshift relation aligns remarkably well with SNe Ia data from the cosmological sample of SNe Ia. In the context of galaxies, the QPE functions as the equivalent of dark matter. The predicted circular velocities align well with rotation curve data from the SPARC (Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves database) sample.
- Abstract（参考訳）: スピンねじれ理論 (英: spin-torsion theory) は、アインシュタインの一般相対性理論 (GR) に微小粒子のスピンを組み込むことで拡張する重力に対するゲージ理論である。
本研究では、スピンねじれ理論をさらに発展させ、自由落下するマクロ粒子を含む球対称および静的重力系について検討する。
我々は、マクロな物質の量子スピンが宇宙スケールで注目されるようになると仮定する。
さらに、ディラックスピノルとディラック方程式は、粒子とその関連する過程のすべての重要な物理的特性を適切に捉えていると仮定する。
このアプローチの重要な側面は、ディラック方程式の定数質量をスケール関数で置換することであり、量子効果と重力系のスケールとの接続を確立することができる。
このメカニズムは、マクロな物質の量子効果がスケール依存であり、微小粒子では観測されない現象である局所的に減少することを保証している。
任意の物質密度分布について、我々の理論は質量式内の量子ポテンシャルエネルギー(QPE)という追加の量子項を予測する。
QPEは時間拡張と距離収縮を誘導し、重力井戸を模倣する。
宇宙論に適用すると、QPEはアインシュタインが静的宇宙論モデルで重力のバランスをとるために導入した宇宙定数に匹敵するものとして機能する。
QPEはまた、ハッブル赤方偏移の起源(伝統的には宇宙の膨張に由来する)のもっともらしい説明も提供している。
予測光度距離-赤方偏移関係は、SNe Iaの宇宙試料から得られたSNe Iaデータと非常によく一致している。
銀河の文脈では、QPEはダークマターに相当するものとして機能する。
予測された円速度はSPARC (Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves database) の回転曲線データとよく一致している。
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