[論文レビュー] Magnitude-Redshift Relation for SNe Ia, Time Dilation, and Plasma Redshift

Ari Brynjolfsson|arXiv (Cornell University)|Feb 22, 2006

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 4被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、タイプIa超新星（SNe Ia）の赤方偏移-明るさ関係が、標準的大爆発モデルよりもプラズマ赤方偏移宇宙論によってよりよく説明されると提案している。特にSNLS調査からの観測データは、宇宙的時間歪みの証拠を示さず、代わりに赤方偏移が高温で希薄な銀河間プラズマとの光子の相互作用によって生じる準静的かつ無限大の宇宙（ハッブル定数は約63 km s⁻¹ Mpc⁻¹）に一致する。このモデルでは、ダークエネルギー、ダークマター、または大爆発的起源の必要性が不要になる。

ABSTRACT

We have previously shown that the type Ia supernovae data by Riess et al. match the prediction of the magnitude-redshift relation in the plasma-redshift cosmology. In this article, we also show that the recent SNLS data, which have a slightly narrower distribution as reported by Astier et al. in 2005, match the predictions of the plasma-redshift cosmology. The standard deviation of the SNLS-magnitude from the predicted curve is only about 0.14. The data indicate that there is no cosmic time dilation. The big-bang cosmology therefore appears false. The plasma redshift, which follows from exact evaluation of photons interaction with hot sparse electron plasma, leads to a quasi-static, infinite, and everlasting universe. It does not need big bang, dark energy, or dark matter for describing the observations. It predicts intrinsic redshifts of galaxies consistent with what is observed. The Hubble constant that best fits the SNLS data is about 63 km per sec per Mpc. This corresponds to an average electron density of about 0.0002 per cubic centimeter in intergalactic space. This density together with the plasma redshift heating to an average plasma temperature in intergalactic space of about 3 million K explains the observed isotropic cosmic microwave background (CMB) and the cosmic X-ray background.

研究の動機と目的

• SNLS調査からのタイプIa超新星の明るさ-赤方偏移関係が、標準的大爆発宇宙論ではなくプラズマ赤方偏移宇宙論と整合するかどうかを検証すること。
• 光曲線の幅とストレッチ要因を赤方偏移にわたって分析することで、宇宙的時間歪みの存在を疑問視すること。
• 銀河および宇宙マイクロ波背景（CMB）における固有の赤方偏移が、ダークエネルギーまたはダークマターを仮定せずにプラズマ赤方偏移によって説明可能かどうかを検討すること。
• プラズマ赤方偏移モデルにおける最良適合ハッブル定数から、銀河間電子密度と温度を導出すること。

提案手法

• SNLSデータ（117個のSNe Ia）を分析し、プラズマ赤方偏移宇宙論による予測と観測されたm-M明るさを比較する。
• 銀河あたり約0.000925の固有赤方偏移を補正するため、修正された赤方偏移z′ = z − 0.00185を用いる。これは、銀河中心のコロナ電子密度測定から導かれた値である。
• ストレッチ要因sに基づく明るさ補正を適用する。大爆発宇宙論ではs ∝ (1+z)と仮定されるが、本研究ではsがzに依存しないかを検証する。
• 時間歪み補正あり・なしの両モデルを比較する：一方では光曲線が(1+z)に応じて引き伸ばされると仮定し、他方では引き伸ばされないと仮定する。
• ハッブル定数H₀をデータに適合させ、固有赤方偏移および宿主銀河内の吸収効果を補正する。
• プラズマ赤方偏移式を用いてH₀から電子密度（Ne）とプラズマ温度を導出し、CMBおよびX線背景放射と関連付ける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SNLSの明るさ-赤方偏移データは、標準的大爆発モデルよりもプラズマ赤方偏移宇宙論を支持するか？
• RQ2 観測データは、SNe Iaの光曲線における宇宙的時間歪みを支持しているのか、それともモデル仮定に起因する誤りか？
• RQ3 観測された等方的宇宙マイクロ波背景およびX線背景は、高温で希薄な銀河間プラズマ内での光子のエネルギー損失によって説明可能か？
• RQ4 プラズマ赤方偏移モデルにおける最良適合ハッブル定数から、銀河間空間における仮定される電子密度と温度は何か？

主な発見

• SNLSデータは、プラズマ赤方偏移モデルに適合させた際、m-Mの標準偏差がわずか0.14マグニチュードにとどまり、予測と非常に良好に一致している。
• 最良適合モデルから得られたハッブル定数は63.2 km s⁻¹ Mpc⁻¹であり、これはプラズマ赤方偏移起源と整合的で、大爆発の仮定に依存しない。
• データからは、宇宙的時間歪みの証拠が示されず、大爆発宇宙論が予測するように光曲線の幅が赤方偏移とともに増加しないことが判明した。
• 銀河の固有赤方偏移はz ≈ 0.000925と推定され、これは銀河中心コロナの電子密度測定と一貫している。
• 導出された銀河間空間の平均電子密度は2.05 × 10⁻⁴ cm⁻³であり、この値と約300万Kのプラズマ温度を組み合わせることで、等方的CMBおよびX線背景放射を説明できる。
• 117個中10個の外れ値とされる超新星は、特に高緯度地域の宿主銀河内での吸収の影響を受けており、標準的分析において宿主銀河の減光がバイアスを生じさせている可能性がある。