[論文レビュー] The contribution of VM Slipher to the discovery of the expanding universe

Cormac O’Raifeartaigh|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2012

Philosophy and History of Science被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、1912年から1922年にかけてV. M. スリファーアが銀河の径方向速度を測定した画期的な分光測定が、膨張宇宙の発見の基盤をなしており、ハッブルの1929年の経験的関係よりも前触れとなっていたと主張している。また、ハッブルの1929年の発見図を「ハッブル＝スリファーグラフ」と呼ぶべきだと提唱し、科学的進展は急激なクーン的パラダイム転換ではなく、段階的で蓄積的なものであったと主張している。

ABSTRACT

A brief history of the discovery of the expanding universe is presented, with an emphasis on the seminal contribution of VM Slipher. It is suggested that the well-known Hubble graph of 1929 could also be known as the Hubble-Slipher graph. It is also argued that the discovery of the expanding universe matches the traditional view of scientific advance as a gradual process of discovery and acceptance, and does not concur with the Kuhnian view of science progressing via abrupt paradigm shifts.

研究の動機と目的

• 膨張宇宙の発見において、V. M. スリファーアが中心的かつ軽視されがちな役割を再確認すること。
• 発見をハッブルにのみ帰属する伝統的見解に挑戦し、スリファーアの初期分光測定への認識を求める。
• 膨張宇宙の概念の発展が、急激なクーン的パラダイム転換ではなく、段階的で蓄積的なプロセスであったと主張すること。
• 1930年から1965年までの宇宙論的モデルの歴史的経路を検討し、相対性理論的モデルの受容が遅く、理論的多様性が継続していたことを示すこと。
• ハッブルの1929年の発見図が、スリファーアの基盤的データに支えられていることから、歴史的正確性を反映して「ハッブル＝スリファーグラフ」と正式に呼ぶべきだと提唱すること。

提案手法

• スリファーア（1913年、1917年、1927年）、ハッブル（1929年）および同時代の研究者たちの、歴史的記録、分光測定データ、および出版論文を分析すること。
• スリファーアの非公開および公開された業績に基づき、銀河の径方向速度測定のタイムラインを再構築すること。
• ハッブルの1929年の速度-距離関係とスリファーアの初期データを比較し、継続性とスリファーアの実証的優位性を示すこと。
• 1930年から1965年までの相対性理論的宇宙論モデル（例えば、デ・シッター、ルメートル、ガモフ）の受容状況を評価し、科学的受容のペースを測定すること。
• クーンの理論を宇宙史に適用し、膨張宇宙モデルへの移行が、急激なパラダイム転換のモデルに適合するかを検証すること。
• 引用分析と歴史的文脈を用いて、1930年から1965年までの一般相対性理論および宇宙論の物理学界における受容が遅れていたことを評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 V. M. スリファーアが銀河の径方向速度を初期に測定したことは、膨張宇宙の発見にどの程度貢献したか？
• RQ2 スリファーアの初期かつ広範なデータ収集にもかかわらず、彼の貢献が歴史的に軽視されてきた理由は何か？
• RQ3 膨張宇宙モデルの歴史的発展は、クーンの科学的進展のモデルである急激なパラダイム転換に適合するのか、それとも段階的で蓄積的なプロセスに適合するのか？
• RQ4 1930年から1965年まで、膨張宇宙仮説は主要な理論的進展にもかかわらず、物理学界全体がほとんど無関心であったのはなぜか？
• RQ5 ハッブルの1929年の発見図を、スリファーアの真の歴史的貢献を反映するために正式に「ハッブル＝スリファーグラフ」と呼ぶべきか？

主な発見

• V. M. スリファーアは1917年までに25個の銀河の径方向速度を測定しており、そのうち21個が顕著な赤方偏移を示しており、最大で1100 km s⁻¹の速度まで測定されており、急速な後退を示唆していた。
• スリファーアの1917年のデータには平均速度700 km s⁻¹が含まれており、これは「銀河の島」仮説を支持する初期の証拠であり、銀河が遠方にあることを示唆していた。
• 1922年までにスリファーアは41個の銀河の径方向速度をまとめ、ほぼ全員が赤方偏移を示しており、ハッブルの後の研究の実証的基盤を形成していた。
• ハッブルの1929年の発見図は、スリファーアの初期データに裏付けられており、『ハッブル＝スリファーグラフ』という呼称がふさわしい。
• 科学界による膨張宇宙の受容は急激ではなく、1930年から1965年までは、デ・シッター、ミルン、ルメートルなどの複数の競合モデルが検討されていた。
• 一般相対性理論および宇宙論の受容が、プリマス・アトム理論や宇宙背景放射の主要な発展にもかかわらず、物理学界で遅れていたことは、クーンのパラダイム転換のモデルに反する。