[論文レビュー] Redshift and Energy Conservation

Alasdair Macleod|ArXiv.org|Jul 14, 2004

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 7被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、宇宙赤方偏移を空間の拡張によるものとして解釈するのではなく、ドップラー効果として一貫して解釈できることを主張している。エネルギー保存則の破れが生じると思われる問題を、標準ドップラー効果がもつよく理解されたエネルギー保存機構を宇宙赤方偏移に適用することで解決している。また、光度に依存する退行要因を導入し、クェーサーのような重力エネルギー駆動源に著しい影響を与える。これは、異常な赤方偏移を説明する可能性を秘めている。

ABSTRACT

It has always been considered a serious error to treat the cosmological redshift as a Doppler velocity effect rather than the result of space expansion. It is demonstrated here that in practical terms this is not the case, and that the apparent distance - redshift relation derived from a Doppler interpretation is reasonably consistent with supernova data (though not as good as the standard model with dark energy). The normal Doppler effect is examined in detail and shown to conserve energy as expected. Because of the equivalence between the general relativistic space expansion paradigm and the Doppler effect (as demonstrated) the long-standing problem of energy loss associated with the expansion of the Universe is treated in a similar manner to the normal well-behaved Doppler effect. The mechanism by which energy is conserved with the normal Doppler shift is applied to the cosmological redshift and the energy violation disappears. However, an additional luminosity-dependent recession factor is introduced. The effect on astronomical objects is examined and it is found to add only a small additional redshift to a body generating power by nuclear means but can be very large for objects powered by gravity. A possible connection to the claimed anomalous redshift of quasars is considered.

研究の動機と目的

• 宇宙赤方偏移における顕著なエネルギー保存則の破れという長年の問題に取り組む。
• ドップラー効果に基づく赤方偏移の解釈が、観測された超新星データと整合するかどうかを検討する。
• 標準ドップラー効果のエネルギー保存機構を、宇宙赤方偏移にまで拡張する。
• 光度に依存する退行要因が、さまざまな天体物理学的源に与える影響を調査する。
• 提案されたメカニズムとクェーサーで観測された異常な赤方偏移との間に、関連性があるかどうかを検討する。

提案手法

• 標準ドップラー効果の分析を行い、古典的物理学におけるエネルギー保存の性質を確認する。
• ドップラー解釈から導かれる距離-赤方偏移関係を、超新星データと比較する。
• 空間の拡張とドップラー効果との等価性を用いて、ドップラー効果のエネルギー保存機構を宇宙赤方偏移に適用する。
• 異なる源タイプにおけるエネルギー損失を説明するため、光度に依存する退行要因を導入する。
• この要因が、核エネルギー駆動源（例：星）と重力エネルギー駆動源（例：クェーサー）に与える影響を評価する。
• 図の再編集とデータ解析を用いて、デイヴィスとリンウェーバーのモデルと比較して、既存モデルとの乖離を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宇宙赤方偏移をエネルギー保存則に反しない形でドップラー効果として一貫して解釈できるか？
• RQ2 標準ドップラー効果のエネルギー保存機構は、宇宙赤方偏移にどのように適用できるか？
• RQ3 光度に依存する退行要因が、さまざまな天体物理学的対象の赤方偏移に与える影響は何か？
• RQ4 提案されたモデルは、クェーサーで観測された異常な赤方偏移を説明する妥当な説明を提供するか？
• RQ5 ドップラーに基づくモデルは、ダークエネルギーを含む標準宇宙論モデルと比較して、超新星データへの適合性はどうか？

主な発見

• ドップラー解釈による宇宙赤方偏移は、超新星データとある程度整合する距離-赤方偏移関係を導くが、ダークエネルギーを含む標準モデルほど正確ではない。
• 標準ドップラー効果におけるエネルギー保存は、確立された物理的原則であることが確認された。
• 提案されたメカニズムにより、宇宙赤方偏移における顕著なエネルギー損失の問題が、拡張空間へのドップラー効果のエネルギー保存枠組みの拡張によって解決された。
• 光度に依存する退行要因は、クェーサーのような重力エネルギー駆動源に対して顕著な追加の赤方偏移をもたらすが、核エネルギー駆動源に対しては無視できる程度の影響にとどまる。
• このモデルは、重力エネルギー駆動源における赤方偏移の増幅メカニズムを通じて、クェーサーで観測された異常な赤方偏移の説明可能性を示唆している。
• 図5の追加を含むモデルの見直しにより、既存データとの整合性が向上し、デイヴィスとリンウェーバーのモデルとの乖離が是正された。