[論文レビュー] Dynamical 3-Space: Alternative Explanation of the `Dark Matter Ring'

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|May 20, 2007

Relativity and Gravitational Theory参考文献 7被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、銀河団 CL 0024+17 で観測された「暗黒物質リング」が、見えない物質の証拠ではなく、微細構造定数 α によって制御される 3 次元空間速度場の非線形自己相互作用項を持つ動的 3 次元空間理論によるアーティファクトであると提唱している。リング状構造は、2 つの衝突する銀河の流入する 3 次元空間パターンの干渉によって生じ、暗黒物質や暗黒エネルギーを仮定することなく重力レンズ効果を再現する。

ABSTRACT

NASA has claimed the discovery of a `Ring of Dark Matter' in the galaxy cluster CL 0024+17, see Jee M.J. et al. arXiv:0705.2171, based upon gravitational lensing data. Here we show that the lensing can be given an alternative explanation that does not involve `dark matter'. This explanation comes from the new dynamics of 3-space. This dynamics involves two constant G and alpha - the fine structure constant. This dynamics has explained the bore hole anomaly, spiral galaxy flat rotation speeds, the masses of black holes in spherical galaxies, gravitational light bending and lensing, all without invoking `dark matter', and also the supernova redshift data without the need for `dark energy'.

研究の動機と目的

• 銀河団 CL 0024+17 の「暗黒物質リング」が暗黒物質の証拠であるという解釈に挑戦すること。
• この系における重力レンズ効果が、暗黒物質や暗黒エネルギーを仮定せずに、動的 3 次元空間理論によって完全に説明可能であることを示すこと。
• リング状構造が、2 つの銀河の 3 次元空間流入場の非線形干渉の結果であることを示すこと、衝突の痕跡ではないこと。
• 3 次元空間力学から導かれる有効な「暗黒物質」密度が、観測されたレンズ効果データと整合することを確立すること。

提案手法

• 論文は、回転なしの 3 次元空間速度場の力学を記述する非線形かつ共変なスカラー方程式 (1) を使用し、G（ニュートン定数）および α（微細構造定数）を結合定数として含む。
• 単一の銀河の周囲の 3 次元空間流入を、非ニュートン的かつ α に依存する加速度プロファイルを予測する解 (9) でモデル化する。
• 2 つの近接する銀河に対しては、個々の流入の重ね合わせ（18）として速度場を近似し、非線形干渉効果を導入する。
• 有効な「暗黒物質」密度 ρDM は方程式 (7) を用いて計算され、これは動的方程式内の α に依存する項から導かれる。観測されたレンズ効果データと比較される。
• 干渉項 ΔρDM（19）が計算され、図版で可視化され、2 銀河を結ぶ直線に垂直な平面にリング状構造が現れる。
• 理論は、Jee ら（2007）の非畳み込みレンズ効果データから得られた観測された「暗黒物質リング」との比較によって検証される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CL 0024+17 のリング状重力レンズ構造は、暗黒物質を仮定せずに説明可能か？
• RQ2 動的 3 次元空間理論は、3 次元空間流入の干渉によって観測されたレンズパターンを再現できるか？
• RQ3 3 次元空間力学から導かれる有効な「暗黒物質」密度は、観測されたレンズ効果データと整合するか？
• RQ4 微細構造定数 α は、銀河団における非ニュートン的重力効果を生成する役割を果たすか？
• RQ5 3 次元空間の非線形自己相互作用は、なぜスパイラル銀河の回転曲線や超新星赤方偏移において暗黒物質を必要としないのかを説明できるか？

主な発見

• CL 0024+17 のレンズ効果データにおけるリング状構造は、2 つの銀河の 3 次元空間流入場の干渉によって再現され、衝突や暗黒物質を必要としない。
• 3 次元空間力学から導かれる有効な「暗黒物質」密度 ρDM（方程式 7）は、観測されたレンズ効果から得られた「暗黒物質リング」と一致するリング形状の分布を示す。
• 予測された ΔρDM（19）は、2 銀河を結ぶ直線に垂直な平面にリング状のプロファイルを示し、図 3～5 で示されたように図 2 の観測構造に類似している。
• 光の屈折から導かれる太陽表面での流入速度は 615 km/s であり、理論の予測 v = √(2GM(1 + α/2)/r) と整合する。
• 理論は、スパイラル銀河の平坦な回転曲線、ボアホール異常、ブラックホール質量、超新星赤方偏移を、暗黒物質や暗黒エネルギーを仮定せずに説明できる。
• 3 次元空間力学における α に依存する項は、物質でない有効な密度として作用し、暗黒物質を模倣するが、それは 3 次元空間場の固有の自己相互作用に起因する。