[論文レビュー] Analysis of the "Big Bang" and the Resulting Outward Cosmic Expansion: Hubble - Einstein Cosmology vs. The Universal Exponential Decay

Roger Ellman|ArXiv.org|Apr 21, 2000

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、標準的なハッブル＝アインシュタイン宇宙論の代替として、長さ次元の普遍的指数関数的減衰モデルを提案している。このモデルは、観測される宇宙の膨張およびピオネア・アンメイリーなどの異常現象が、8.74 × 10⁻⁸ cm/s² の距離に依存しない一定加速度に起因すると主張している。このモデルは、新たな粒子を導入することなく、ダークマターおよびダークエネルギーの効果を説明でき、観測可能な宇宙の歴史の理論的限界を提示し、減衰する計量枠組みから宇宙論的パラメータを導出する。

ABSTRACT

There is general agreement that the universe began with an "explosion" of matter and energy at a "singularity", the "Big Bang". This paper analyses the mechanics of that beginning and two alternative theories related to it: - The Hubble-Einstein theory that that beginning created space itself, expanding and carrying the universe's matter and energy with it, and - The Universal Decay theory that the length, (L), dimensional aspect of all quantities in the universe is exponentially decaying while the material universe is expanding outward within passive, static "space". The Hubble-Einstein theory has long been accepted by consensus. The Universal Decay theory first propounded in "The Origin and Its Meaning" in 1996 has since been validated by the Pioneer 10 and 11 "anomalous acceleration" as well as by the theory's success in accounting for "dark matter" and "dark energy". The same centrally- directed, distance-independent acceleration of (8.74 +/- 1.33) x 10^-8 cm/s^2 that is the Pioneer "anomalous acceleration" supplies the "additional gravitation" that "dark matter" is sought to supply. The mass of the universe is calculated and the its "Schwarzschild Radius" evaluated. The velocities and distances of cosmic objects in general are calculated and plotted from the end of the "inflation" to the present. It develops that there is a theoretical limit on how far back into the past can be observed regardless of the quality of our instrumentation.

研究の動機と目的

• 空間時間の膨張に関する標準的ハッブル＝アインシュタインモデルに挑戦し、普遍的次元の減少に基づく代替枠組みを提案すること。
• 新しい物理を仮定することなく、パイオネア10および11探査機の異常加速度を説明すること。
• ダークマターおよびダークエネルギーに帰属される効果を、単一の内在的減衰メカニズムによって説明すること。
• インフレーションの終了から現在に至るまでの宇宙的対象の距離および速度を、減衰モデルから導出すること。
• いかなる装置の性能にも依存せず、宇宙をどれだけさかのぼって観測できるかの理論的限界を確立すること。

提案手法

• 宇宙内のすべての次元的長さ（L）が時間とともに指数関数的に減少すると仮定し、物質およびエネルギーは静的で受動的な空間内を拡散するとする。
• ピオネア異常を説明し、ダークマターに似た「追加の重力」を提供するため、一定で中心を向いた加速度 8.74 × 10⁻⁸ cm/s² を適用する。
• 宇宙の全質量およびそのシュバルツシルト半径を計算し、重力的境界および宇宙論的限界を評価する。
• 減衰率を用いて、インフレーションの終了から現在の時代に至るまでの宇宙的対象の速度および距離をモデル化する。
• 減衰枠組み下で予測された赤方偏移および距離と観測データを比較することで、観測的制約を導出する。
• いかなる望遠鏡の感度にもかかわらず、情報が回収できない理論的ホライズンを導入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新しい物理を仮定せず、長さ次元の普遍的減衰がパイオネア探査機の異常加速度を説明できるか？
• RQ2 提示された指数関数的減衰モデルは、宇宙定数や動的スカラー場を必要とせず、ダークマターおよびダークエネルギーの観測効果を再現できるか？
• RQ3 普遍的減衰モデル下での最大観測可能レックバック時間は何か？ そして、標準的宇宙論と比較してどうなるか？
• RQ4 減衰枠組み下で、インフレーションから現在に至るまでの宇宙的対象の速度および距離はどのように変化するか？
• RQ5 このモデル下での宇宙の予測シュバルツシルト半径は何か？ そして、宇宙構造およびホライズンにどのような含意をもたらすか？

主な発見

• モデルは、ピオネア異常を (8.74 ± 1.33) × 10⁻⁸ cm/s² の一定加速度に起因すると帰属し、通常ダークマターに帰属される「欠落した」重力的効果を提供する。
• 同じ加速度は、宇宙定数や動的スカラー場を必要とせず、観測されたダークエネルギーの効果を自然に説明する。
• 宇宙の全質量が計算され、そのシュバルツシルト半径が評価され、最大観測宇宙スケールに対する境界を示唆する。
• モデルは、機器の分解能や技術的進歩に依存せず、我々がどれだけさかのぼって観測できるかの根本的限界を予測する。
• インフレーションの終了から現在に至るまでの宇宙論的速度および距離が、減衰枠組み下で導出され、観測された赤方偏移-距離関係と整合的であることが示された。
• 理論は、次元的長さの単一で内在的な減衰メカニズムによって、ダークマターおよびダークエネルギー現象の両方を成功裏に説明する。