¿Qué piensan los cosmólogos, astrofísicos y físicos teóricos sobre MOND (Dinámica Newtoniana Modificada)?

Al menos para algunas personas que trabajan en teorías de gravedad modificadas, MOND es una maldición.

MOND no es una teoría física adecuada. La ley de aceleración MOND está diseñada para dar cuenta de la rotación anómala de las galaxias espirales (la llamada relación Tully-Fisher). Es una fórmula fenomenológica, un reemplazo de la ley de aceleración de Newton con una que ni siquiera satisface las leyes básicas de energía y conservación del momento.

Desafortunadamente, en parte debido a que la fórmula MOND es tan simple, puede ser entendida incluso por personas que no se sienten cómodas con la relatividad general o la física lagrangiana, está siendo tratada como el arquetipo de las teorías de la gravedad modificada, a pesar de su falta de explicación. cualquier otra cosa que no sean curvas de rotación de galaxias.

Y con demasiada frecuencia me encuentro con documentos que usan MOND como un hombre de paja: la demostración de que MOND no tiene en cuenta esto o aquello se ve como una indicación de que las teorías de gravedad modificadas en general no funcionarían y, por lo tanto, el modelo de concordancia de la cosmología ( La física de Einstein con materia oscura y energía oscura) debe ser aceptada.

Esto es muy frustrante para aquellos que intentan formular teorías de gravedad modificadas genuinas (no solo una fórmula ad hoc) que obedecen las leyes de conservación y, posiblemente, incluso pueden conducir a una mejor comprensión de las propiedades cuánticas de la gravitación. Existen muchas de estas teorías (p. Ej., La gravedad de f (R) y sus variaciones, la gravedad conforme o MOG, por nombrar algunas).

Sin duda, es posible construir una teoría relativista que produzca MOND (al menos bajo ciertas circunstancias) en la aproximación de campo débil. Esta teoría, TeVeS (Tensor-Vector-Escalar gravedad), fue desarrollada por Jacob Bekenstein, quien falleció inesperadamente el año pasado. Es un gran logro, pero la teoría resultante sigue siendo poco elegante (sin culpa de Bekenstein, me apresuro a agregar) y aún no tiene en cuenta otros fenómenos, como la dinámica de los cúmulos de galaxias, la lente cosmológica o la gran escala. estructura de la materia en el universo y el espectro del fondo cósmico de microondas.

Es muy posible, de hecho probable, que todos estos intentos de crear una versión modificada de la teoría de la gravedad de Einstein estén condenados al fracaso y que pronto, la existencia de materia oscura se confirmará de forma independiente a través de experimentos no gravitacionales y el modelo de concordancia será completamente aceptado. Pero si eso no sucede y la gravedad modificada gana el día, dudo sinceramente que sea MOND o TeVeS.

La relación con la teoría de cuerdas / teoría M (mencionada en los detalles de la pregunta) está implícita: MOND / TeVeS y sus contrapartes que mencioné anteriormente son todas las teorías clásicas de gravedad, que servirían como el límite clásico de cualquier teoría unificada exitosa fuera a estar en el nivel cuántico.

Una de las fórmulas matemáticas más bellas es el teorema de la divergencia. Básicamente dice que el flujo total de una superficie cerrada es el mismo que la divergencia en el interior.

La ley del cuadrado inverso tanto para la electrodinámica como para la gravedad se deriva de este teorema. La relatividad general tiene curvatura para el campo, pero la misma idea se aplica aquí también.

MOND en su forma más básica simplemente arroja esto. Ante los datos que son difíciles de explicar, se les ocurre una fórmula que explica los datos y afirman que es exactamente como es. Esto no me sienta bien, ni a muchos físicos. Sin embargo, puede haber algún principio subyacente que aún no hemos encontrado que explique los datos y mantenga todas las buenas matemáticas.

MOND es una teoría seria, y (por lo que he visto) las personas que trabajan en él son tratadas como tales.

No estoy actualizado sobre el resultado de los últimos años, por lo que no puedo testificar si el resultado del experimento cerró la ventana para MOND o no. Pero hace 10 años era una posible teoría alternativa a la materia oscura. (y luego los neutrinos estériles MOND + eran una alternativa a la materia oscura).

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