[論文レビュー] The Case for a Hubble Constant of 30 km/s/Mpc

James G. Bartlett, Alain Blanchard+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 20, 1994

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、30 km/s/Mpc のハッブル定数を主張しており、この低い値が、現在の年齢危機を回避するのに十分な古い宇宙を保証することで、宇宙論における主要な矛盾を解消すると主張している。この値は、観測と整合するコールド・ダーク・マターのパワースペクトルを生み出し、X線で選別された銀河団のデータと一致する団の頻度と質量比を予測する。著者らは、当時受け入れられていた50–90 km/s/Mpc の範囲よりも理論的優位性を主張している。

ABSTRACT

Although cosmologists have been trying to determine the value of the Hubble constant for nearly 65 years, they have only succeeded in limiting the range of possibilities: most of the current observational determinations place the Hubble constant between 50 km/s/Mpc and 90 km/s/Mpc. The uncertainty is unfortunate because this fundamental parameter of cosmology determines both the distance scale and the time scale, and thereby affects almost all aspects of cosmology. Here we make the case for a Hubble constant that is even smaller than the lower bound of the accepted range, arguing on the basis of the great advantages, all theoretical in nature, of a Hubble constant of around 30 km/s/Mpc. Those advantages are: (1) a comfortable expansion age that avoids the current age crisis; (2) a cold dark matter power spectrum whose shape is in good agreement with the observational data and (3) which predicts an abundance of clusters in close agreement with that of x-ray selected galaxy clusters; (4) a nonbaryonic to baryonic mass ratio that is in better agreement with recent determinations based upon cluster x-ray studies. In short, such a value for the Hubble constant cures almost all the ills of the current theoretical orthodoxy, a flat Universe comprised predominantly of cold dark matter.

研究の動機と目的

• 現在の年齢危機を解消するために、より低いハッブル定数の値を提案すること。
• コールド・ダーク・マターのパワースペクトルの理論的予測を観測データと一致させること。
• 理論的予測された団の頻度をX線で選別された銀河団の観測と一致させること。
• 非バリオン成分とバリオン成分の質量比の理論的予測を、最近のX線団研究と一致させること。
• 理論的一致性に基づき、50–90 km/s/Mpc の当時の広範な範囲を覆し、30 km/s/Mpc の値を主張すること。

提案手法

• ハッブル定数を30 km/s/Mpc として用いた宇宙膨張歴の理論的モデリング。
• このハッブル定数のもとでの宇宙の年齢の計算により、星の年齢との整合性を評価すること。
• 観測データと比較した、このハッブル定数によって予測されるコールド・ダーク・マターのパワースペクトルの形状。
• 新しいハッブル定数に基づく銀河団の頻度の推定と、X線で選別された団調査との比較。
• X線団データと理論的予測を用いて、非バリオン成分対バリオン成分の質量比を評価すること。
• ハッブル定数を用いて、宇宙論的モデルにおける距離と時間のスケーリングを補正すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 30 km/s/Mpc のハッブル定数は、十分に古い宇宙を生み出し、現在の年齢危機を解消するのか？
• RQ2 30 km/s/Mpc のハッブル定数によって予測されるコールド・ダーク・マターのパワースペクトルの形状は、観測データと整合しているのか？
• RQ3 30 km/s/Mpc のハッブル定数のもとで理論的予測された銀河団の頻度は、X線で選別された団調査の観測結果と一致するのか？
• RQ4 このモデルから導かれる非バリオン成分対バリオン成分の質量比は、最近のX線団測定と一致するのか？
• RQ5 30 km/s/Mpc のハッブル定数は、平坦でコールド・ダーク・マターが支配的な宇宙の理論的枠組みをより一貫性を持って提供できるのか？

主な発見

• 30 km/s/Mpc のハッブル定数は、最も古い観測星との矛盾を避けることにより、現在の年齢危機を十分に解消する宇宙の年齢を生み出す。
• このハッブル定数値によって予測されるコールド・ダーク・マターのパワースペクトルの形状は、観測データと良好に一致する。
• このモデルは、X線で選別された銀河団の観測頻度と密接に一致する団の頻度を予測する。
• このモデルから導かれる非バリオン成分対バリオン成分の質量比は、最近のX線団研究とより良好に一致する。
• 年齢、構造形成、質量比の理論的一致性が、当時の50–90 km/s/Mpc の範囲よりも30 km/s/Mpc のハッブル定数を支持する。