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General Relativity and the Tully-Fisher Relation for Rotating Galaxies

Journal of Modern Physics 2022年第11期13卷 1452-1473页

作者： yogendra srivastava Giorgio Immirzi John Swain Orlando Panella Simone Pacetti Emeritus Professor of Physics Northeastern University Boston MA USA Dipartimento di Fisica e Geologia Università di Perugia Perugia Italy Retired Dipartimento di Fisica e Geologia Università di Perugia Perugia Italy Physics Department Northeastern University Boston MA USA Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN Sezione di Perugia Perugia Italy

The flat limit of rotational velocity (vφ) approximately equal to the “edge”-velocity of a galaxy is related to the baryonic mass (MB) via the T-F relationship with n ≈ 4. We explore the connection between mass and the limiting velocity in the framework of general relativity (GR) using the Weyl metric for axially-symmetric galaxies that are supported entirely by their rotational motion. While for small distances from the center, the Newtonian description is accurate as one moves beyond the (baryonic) edge of the galaxy, Lenz’s law and non-linearity of the gravitational field inherent in GR not only lead to a flat velocity (obviating its Keplerian fall), but also provide its tight log-log relationship with the enclosed (baryonic) mass.

关键词： GR Weyl Metric Rotating Galaxies Flat Rotation Curves TF Relation

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