Ein relativistischer Ansatz jenseits des Standardmodells zur Simulation der Dunklen Materie von Scheibengalaxien (PDF)

Akademische Arbeit aus dem Jahr 2023 im Fachbereich Physik - Astronomie, , Sprache: Deutsch, Abstract: In dieser Arbeit werden die bei Scheibengalaxien auftretenden Diskrepanzen zur gängigen Physik mit einer neuen Theorie jenseits des Standardmodells erklärt. Sie geht davon aus, dass es bosonische Quasiteilchen eines Skalarfeldes gibt, die sich mit unterschiedlichen relativistischen Geschwindigkeiten v < vmax < c bewegen können.

Eine modifizierte Maxwell-Jüttner-Verteilung der Teilchen zeigt eine gute Übereinstimmung mit den beobachteten Rotationskurven, ohne dass bestehende Gravitationsgesetze infrage gestellt werden müssten. Es zeigt sich, dass die maximal beobachtbare Rotationsgeschwindigkeit am Rand einer Scheibengalaxie sich der relativistischen Grenzgeschwindigkeit vmax eines Galaxie-spezifischen Quasiteilchens annähert. Die Art und Weise, wie Dunkle Materie gemäss der neuen Theorie charakterisiert werden kann, legt nahe, dass Verschränkung und Überlagerungen von Zuständen eine entscheidende Rolle bei der Bildung eines Halos aus Dunkler Materie spielen. Theoretische Überlegungen liefern darüber hinaus Anhaltspunkte, die auf die Existenz eines kontinuierlichen Vielteilchen-Floquet Zustands der Dunklen Materie hinweisen. Um das Modell zu testen, wurden zwölf repräsentative Galaxien aus dem SPARC-Datensatz von 2017 ausgewählt und entsprechend dem neuen Modell ausgewertet. Ein Vergleich der Ergebnisse mit dem empirischen Gesetz der radialen Beschleunigungsrelation (RAR) ergibt eine hohe Übereinstimmung.