[논문 리뷰] Dynamical 3-Space: Alternative Explanation of the `Dark Matter Ring'

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|2007. 05. 20.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 7인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 은하단 CL 0024+17에서 관측된 '암흑물질 고리'가 보이지 않는 물질의 증거가 아니라, 미세구조상수 α에 의해 제어되는 3차원 공간 속도장의 비선형 상호작용 항을 포함하는 역학적 3차원 공간 이론의 산물임을 제안한다. 이 고리는 두 개의 충돌하는 은하에서 유입되는 3차원 공간 패턴 간의 간섭으로 발생하며, 암흑물질이나 암흑에너지를 도입하지 않고도 중력 렌즈 효과를 재현한다.

ABSTRACT

NASA has claimed the discovery of a `Ring of Dark Matter' in the galaxy cluster CL 0024+17, see Jee M.J. et al. arXiv:0705.2171, based upon gravitational lensing data. Here we show that the lensing can be given an alternative explanation that does not involve `dark matter'. This explanation comes from the new dynamics of 3-space. This dynamics involves two constant G and alpha - the fine structure constant. This dynamics has explained the bore hole anomaly, spiral galaxy flat rotation speeds, the masses of black holes in spherical galaxies, gravitational light bending and lensing, all without invoking `dark matter', and also the supernova redshift data without the need for `dark energy'.

연구 동기 및 목표

• 은하단 CL 0024+17에서 관측된 '암흑물질 고리'가 암흑물질의 증거로 간주되는 해석에 도전하기 위해.
• 이 시스템에서의 중력 렌즈 효과가 암흑물질이나 암흑에너지를 도입하지 않고도 역학적 3차원 공간 이론으로 완전히 설명될 수 있음을 보여주기 위해.
• 고리 모양의 구조가 두 은하의 3차원 공간 유입장 간의 비선형 간섭의 결과이지, 충돌 잔재가 아니라는 것을 보여주기 위해.
• 3차원 공간 역학에서 유도된 효과적 '암흑물질 밀도'가 관측된 렌즈 데이터와 일치한다는 것을 입증하기 위해.

제안 방법

• 논문은 비선형적이며 공변적인 스칼라 방정식 (1)을 사용하여, 비소용성 없는 3차원 공간 속도장의 역학을 기술하며, G(뉴턴 상수)와 α(미세구조상수)를 결합 상수로 포함한다.
• 단일 은하 주변의 3차원 공간 유입을 기술하기 위해 방정식 (9)의 해를 사용하여, 비뉴턴적이고 α에 의존하는 가속도 프로파일을 예측한다.
• 두 개의 가까운 은하에 대해, 유입장은 개별 유입장의 초월 (18)로 근사되며, 이로 인해 비선형 간섭 효과가 발생한다.
• 효과적 '암흑물질 밀도' ρDM는 방정식 (7)을 통해 계산되며, 이는 역학 방정식의 α에 의존하는 항에서 유도된다. 이는 관측된 렌즈 데이터와 비교된다.
• 간섭 항 ΔρDM (19)는 계산되고 그림으로 시각화되며, 은하들을 연결하는 선에 수직인 평면에서 고리 모양의 구조를 보인다.
• 예측된 ΔρDM 분포가 Jee 등 (2007)의 탈컨볼루션된 렌즈 데이터에서 관측된 '암흑물질 고리'와 비교되어 이론이 검증된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 CL 0024+17의 고리 모양 중력 렌즈 구조는 암흑물질을 도입하지 않고 설명될 수 있는가?
• RQ2 역학적 3차원 공간 이론은 3차원 공간 유입장 간의 간섭을 통해 관측된 렌즈 패턴을 재현하는가?
• RQ3 3차원 공간 역학에서 유도된 효과적 '암흑물질 밀도'는 관측된 렌즈 데이터와 일치하는가?
• RQ4 미세구조상수 α는 은하단에서 비뉴턴적 중력 효과를 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 3차원 공간의 비선형 자기상호작용은 어떻게 암흑물질이 없는 나선은하의 회전곡선과 초신성 적색편이를 설명하는가?

주요 결과

• CL 0024+17의 렌즈 데이터에서 관측된 고리 모양의 구조는 두 은하의 3차원 공간 유입장 간의 간섭으로 재현되며, 충돌이나 암흑물질이 필요하지 않다.
• 3차원 공간 역학에서 유도된 효과적 '암흑물질 밀도' ρDM(방정식 7)는 관측된 렌즈 유도 '암흑물질 고리'와 일치하는 고리 모양의 분포를 보인다.
• 예측된 ΔρDM (19)는 두 은하를 연결하는 선에 수직인 평면에서 고리 모양의 프로파일을 보이며, 그림 3–5에서 관측된 것과 유사하게 나타난다. 그림 2의 관측 구조와 밀도로 유사하다.
• 빛 굴절에서 유도된 태양 표면의 유입 속도는 615 km/s로 계산되며, 이는 이론의 예측인 v = √(2GM(1 + α/2)/r)와 일치한다.
• 이 이론은 암흑물질이나 암흑에너지 없이도 나선은하의 평탄한 회전곡선, 구멍 뚫린 이상현상, 블랙홀 질량, 초신성 적색편이를 모두 설명한다.
• 3차원 공간 역학의 α에 의존하는 항은 암흑물질을 흉내 내는 효과적 비물질 밀도로 작용하지만, 이는 3차원 공간장의 본질적 자기상호작용에서 기인한다.