Det mørke materietreet

Original English version: http://astroweb.case.edu/ssm/mond/DMtrees.html

© 1995, 2013 Stacy McGaugh. 

De empiriske observasjonene som motiverer problemet med mørk materie er røttene til treet; de forskjellige hypotesene er dens frukt.

Originalversjon, ca 1995 (skannet fra håndtegnet gjennomsiktighet). Versjon til forsiden av utgaven av Physics Teacher i mars 2013.
Stjerneklar bakgrunnversjon delvis © 2013 Don Lincoln & AAPT.

For riktig epistomologi antar jeg at vi burde kalle dette treet for masseavvik, siden det inkluderer en gren for modifisert dynamikk, men jeg har alltid tenkt på det som Det mørke materietreet. Bare høres bedre ut. Som jeg antar er roten til mange av våre epistomologiske problemer.

Jeg er glad for hvor godt dette holder seg over tid. Den eneste utelatelsen jeg eksplisitt vil legge til nå, er en bestemt gren for Warm Dark Matter. Det var det jeg hadde i tankene med det spekulative “?” mellom de varme og kalde grenene, selv om det også kan stå for selvvirkende mørk materie eller noe vi måtte gjøre opp i kjølvannet av implosjonen til WIMP-paradigmet. Disse ideene har ikke så tydelig navngitte kandidatpartikler (fra 3/13), så kanskje en? er fortsatt den beste oppføringen.


Rent digitale versjoner

Disse synes for meg ikke å fange essensen av problemene så vel som den originale håndtegnede versjonen.

Et tidlig forsøk (ca 2000) på en digital versjon. Figur 1 av Famaey & McGaugh (2012).

Jeg merker at bare i den nyeste versjonen erstatter jeg den mangeårige teoretiske rørdrømmen om å nå Ω = 1 med mørk materie (endelig forlatt på 90-tallet) med den empirisk mer passende Ωm > Ωb (den første er massetettheten av universet og sistnevnte baryontettheten fra big bang nukleosyntese). Dette syntes meg alltid å være det beste argumentet for ikke-baryonisk mørk materie, og innrømmet dermed å ta hensyn til partikler utenfor standardmodellen for partikkelfysikk. Dette argumentet forsvinner i vellykkede teorier om modifisert dynamikk, der Ωm blir overvurdert på vanlig måte.