[論文レビュー] Hubble constant from lensing in plasma-redshift cosmology, and intrinsic redshift of quasars

Ari Brynjolfsson|arXiv (Cornell University)|Nov 24, 2004

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 10被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、高温で低密度のプラズマにおける光子エネルギー損失が宇宙赤方偏移を説明するプラズマ赤方偏移宇宙論—ビッグバン宇宙論の整合的で代替可能な理論—を提唱している。宇宙膨張を仮定せず、重力レンズ効果のデータを再解釈することでハッブル定数を導出し、クェーサーはその高密度なコロナのため大きな固有赤方偏移を持つとし、H₀ ≈ 64–76 km s⁻¹ Mpc⁻¹ の範囲で推定されるが、これは時間遅延やダークエネルギーパラメータを必要としない。

ABSTRACT

In a series of articles, we have shown that the newly discovered plasma-redshift cosmology gives a simpler, more accurate and consistent explanation of many cosmological phenomena than the big-bang cosmology. The SNe Ia observations are in better agreement with the magnitude-redshift relation predicted by the plasma redshift than that predicted by the multi-parameter big-bang cosmology. No deceleration or expansion parameters are needed. The plasma-redshift cosmology is flat and quasi-static on a large scale. The Hubble constant is no longer an expansion parameter, but is instead a measure of the average electron density along the line of sight towards an object. Perusal of the SNe Ia data and quasar data has shown that there is no time dilation. The conventional estimates of the Hubble constant from gravitational lensing observations use the big-bang cosmology for interpreting the observations. This has lead to a large spread and discordant estimates of the Hubble constant. The purpose of the present article is to show that the gravitational lensing observations are in agreement with the plasma-redshift cosmology, and to show how to evaluate the lensing observations based on the new plasma-redshift cosmology. The lensing observations also indicate that the quasars have large intrinsic redshifts.

研究の動機と目的

• 重力レンズ効果の観測をビッグバン宇宙論ではなくプラズマ赤方偏移宇宙論と整合的に解釈すること。
• 宇宙膨張や時間遅延を仮定せず、レンズ効果からハッブル定数を導出できることを示すこと。
• クェーサーが高温・高密度なコロナを持つため、その大きな固有赤方偏移が、異常な明るさと急速な変動を説明できることを示すこと。
• 減速パラメータやダークエネルギーといったビッグバンの仮定に依存しないことで、H₀の推定値の不一致を解消すること。
• プラズマ相互作用のみを用いて、宇宙赤方偏移、CMB、および光度距離の物理的根拠を提供すること。

提案手法

• 光度距離および角度直径距離を計算するために、プラズマ赤方偏移距離関係式 R = (c/H₀) ln(1+z) を使用する。
• プラズマ赤方偏移断面積を用いて、銀河間および銀河内プラズマにおける光子エネルギー損失をモデル化し、エネルギー移動によってプラズマが加熱されることを示す。
• 時間遅延効果を回避するため、定常的で平坦な宇宙を仮定し、宇宙膨張を仮定しない。SNe Iaおよびレンズ効果のデータを再解釈する。
• 特にクェーサーに対して、観測赤方偏移 (z) から固有赤方偏移 (δz′) を差し引くことで、レンズに基づくH₀推定値を補正する。
• レンズ系（例：B0218+357）における観測時間遅延と赤方偏移を用いて、プラズマ赤方偏移宇宙論下でのH₀を推定する。
• コンプトン散乱と赤方偏移効果を用いて、観測フラックスの低下をモデル化し、強度は 1/[R²(1+z)³] に比例する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 重力レンズ効果の観測を、ビッグバン宇宙論ではなくプラズマ赤方偏移宇宙論と一貫して解釈できるか？
• RQ2 クェーサーの固有赤方偏移をレンズ系で考慮した場合、ハッブル定数の真の値は何か？
• RQ3 SNe Iaおよびクェーサーのデータは時間遅延の証拠を示しており、プラズマ赤方偏移宇宙論はその光度-赤方偏移関係をどのように説明するか？
• RQ4 宇宙空間における宇宙赤方偏移の物理的起源は何か？ドップラー効果や膨張に基づくモデルとはどのように異なるか？
• RQ5 時間遅延を必要とせず、固有赤方偏移とプラズマ加熱を用いて、クェーサーの高輝度と急速な変動を説明できるか？

主な発見

• プラズマ赤方偏移宇宙論におけるレンズ効果から導かれるハッブル定数は、固有赤方偏移が無視できる場合 H₀ ≈ 64 km s⁻¹ Mpc⁻¹ であり、固有赤方偏移 δz′_S ≈ 2 を含む場合 H₀ ≈ 76.3 km s⁻¹ Mpc⁻¹ となる。
• クェーサーはその高密度・高温なコロナのため、大きな固有赤方偏移 (δz′_S ≈ 2) を示し、プラズマ赤方偏移によって顕著な光子エネルギー損失が生じる。
• 高赤方偏移クェーサーの観測明るさは、時間遅延によって暗くはならない。代わりに、コンプトン散乱と赤方偏移によってフラックスは (1+z)⁻³ に比例して低下する。
• B0218+357系は小さな固有赤方偏移 (δz′_Q ≈ 0.003) を示し、わずかなブルーシフトを示しており、低固有赤方偏移予測と整合的である。
• プラズマ赤方偏移モデルは、ビッグバンを必要とせず、光子エネルギー移動によって加熱された高温の銀河間プラズマからの熱放射としてCMBを説明できる。
• プラズマ赤方偏移宇宙論における光度距離は R²(1+z)³ に比例し、Ωₘ、Ω_Λ、Ωₖ といった調整可能なパラメータを必要とせず、SNe Iaのデータと一致する。