[논문 리뷰] Hubble Energy

Alasdair Macleod|arXiv (Cornell University)|2004. 03. 25.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 3인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 우주적 적색편이에서 에너지 보존을 복원하기 위해 중력적 또는 관성적 영향 없이 반경 방향 운동을 상쇄하는 새로운 에너지 형태인 허블 에너지(Hubble Energy)를 소개한다. 이는 프리드만 방정식에 우주상수의 크기와 일치하는 항(~10^-35 s^-2)을 추가하여, 나선형 은하의 평탄한 회전곡선이 형성 과정에서 필연적으로 발생하는 결과로 설명한다.

ABSTRACT

Light received from a cosmological source is redshifted with an apparent loss of energy, a problem first pointed out by Edwin Hubble in 1936. A new type of energy called Hubble Energy is introduced to restore the principle of energy conservation. The energy has no inertial or gravitational effect but retards radial motion in a manner consistent with the anomalous acceleration experienced by the Pioneer probes leaving the solar system. The energy is predicted to have important effects on the scale of galaxies, and some of these effects are qualitatively examined: for example, with Hubble Energy, flat rotation curves are found to be an inevitable consequence of spiral galaxy formation. The Hubble Energy is incorporated into the Friedmann Equation and shown to add a term similar to the cosmological term, with a magnitude of order 10^-35 s^-2.

연구 동기 및 목표

• 1936년 허블에 의해 처음 지적된 우주적 적색편이에서의 에너지 보존 위반을 해결하기 위해.
• 관성적 또는 중력적 효과가 없는 새로운 에너지 형태를 사용하여 파이오니어 탐사선의 이례적 가속을 설명하기 위해.
• 허블 에너지를 프리드만 방정식에 통합하고, 우주상수와 유사한 항을 유도하기 위해.
• 허블 에너지를 포함할 경우 은하 형성 과정에서 나선형 은하의 평탄한 회전곡선이 자연스럽게 유도됨을 보여주기 위해.

제안 방법

• 반경 방향 운동을 저항하는 관성적 또는 중력적 영향이 없는 새로운 에너지 형태로서 허블 에너지를 도입하기 위해.
• 허블 에너지의 영향을 파이오니어 이상현상과 일치하는 속도에 의존하는 저항력으로 모델링하기 위해.
• 허블 에너지를 프리드만 방정식에 통합하여 수정된 우주상수 항을 도출하기 위해.
• 허블 에너지 항의 크기를 계산하여, 관측된 우주상수의 크기와 약 ~10^-35 s^-2에서 일치함을 보여주기 위해.
• 은하 역학에 미치는 영향, 특히 나선형 은하의 회전곡선에 대한 영향 분석하기 위해.
• 허블 에너지를 포함할 경우 평탄한 회전곡선이 은하 형성 과정에서 자연스럽게 발생함을 보여주기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 우주의 팽창으로 인해 빛이 에너지를 잃는 우주적 적색편이에서 에너지 보존이 어떻게 복원될 수 있는가?
• RQ2 새로운 중력 물리학을 도입하지 않고도 파이오니어 탐사선에서 관측된 이례적 가속을 유도할 수 있는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 우주상수를 모방하는 새로운 에너지 항의 크기와 천체물리적 의의는 무엇인가?
• RQ4 왜 나선형 은하는 평탄한 회전곡선을 보이며, 이는 암흑물질 없이 설명될 수 있는가?
• RQ5 허블 에너지는 은하와 같은 대규모 천체 구조의 역학에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 허블 에너지는 관성적 또는 중력적 영향이 없는 새로운 에너지 형태로서, 우주적 적색편이에서 에너지 보존을 복원한다.
• 허블 에너지에서 유도된 에너지 항은 우주상수의 크기와 일치하며, 약 10^-35 s^-2이다.
• 이 모델은 허블 에너지가 반경 방향 운동을 저항함으로써 파이오니어 이상현상을 설명하며, 새로운 중력력이 필요하지 않음을 보여준다.
• 허블 에너지를 포함할 경우 나선형 은하의 평탄한 회전곡선은 은하 형성 과정에서 필연적으로 발생함을 보여준다.
• 허블 에너지는 프리드만 방정식에 우주상수와 동일한 항을 추가함으로써, 그 기원에 물리적 기반을 제공한다.
• 이 모델은 허블 에너지가 은하 척도의 역학에서 중요한 역할을 할 수 있으며, 암흑물질 없이도 회전곡선을 설명하는 데 있어 암흑물질의 대안이 될 수 있음을 시사한다.