[논문 리뷰] $\Lambda$CDM cosmology: how much suppression of credible evidence, and does the model really lead its competitors, using all evidence?

Richard Lieu|arXiv (Cornell University)|2007. 05. 17.

Astrophysics and Cosmic Phenomena참고 문헌 3인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 ΛCDM 모델이 천체물리학에서 지배적인 위치를 차지하는 데 있어, 그 널리 퍼진 수용이 뛰어난 경험적 우월성 때문이 아니라 선택적 인용과 타당한 반례의 억압 때문이라는 점을 도전한다. 모든 관측 데이터를 공정하게 평가할 경우, 암흑물질과 암흑에너지가 없는 대안 모델—샤크스(2007)와 블랑샤르-사르카르 등(2003)의 모델—이 ΛCDM와 유사한 성능을 보이며, 이는 ΛCDM 모델이 경쟁자들을 뚜렷이 앞서지 못한다는 것을 시사한다.

ABSTRACT

Astronomy can never be a hard core physics discipline, because the Universe offers no control experiment, i.e. with no independent checks it is bound to be highly ambiguous and degenerate. Thus e.g. while superluminal motion can be explained by Special Relativity. data on the former can never on their own be used to establish the latter. This is why traditionally astrophysicists have been content with (and proud of) their ability to use known physical laws and processes established in the laboratory to explain celestial phenomena. Cosmology is not even astrophysics: all the principal assumptions in this field are unverified (or unverifiable) in the laboratory, and researchers are quite comfortable with inventing unknowns to explain the unknown. How then could, after fifty years of failed attempt in finding dark matter, the fields of dark matter {\it and now} dark energy have become such lofty priorities in astronomy funding, to the detriment of all other branches of astronomy? I demonstrate in this article that while some of is based upon truth, at least just as much of $\Lambda$CDM cosmology has been propped by a paralyzing amount of propaganda which suppress counter evidence and subdue competing models. The recent WMAP3 paper of Spergel et al (2007) will be used as case in point on selective citation. I also show that when all evidence are taken into account, two of the competing models that abolish dark energy and/or dark matter do not trail behind $\Lambda$CDM by much. Given all of the above, I believe astronomy is no longer heading towards a healthy future, unless funding agencies re-think their master plans by backing away from such high a emphasis on groping in the dark.

연구 동기 및 목표

• . 논문은 ΛCDM 모델의 지배적 위치가 과학적으로 정당화되었는지, 아니면 선택적 증거와 제도적 편향에 의해 이끌렸는지 조사한다.
• 주요 출판물, 예를 들어 스퍼겔 등(2007)의 WMAP3 논문에서 ΛCDM에 대한 타당한 반례가 얼마나 억압되었는지를 평가한다.
• 모든 가용 증거를 고려할 때, 암흑에너지나 암흑물질이 없는 대안 모델—특히 그러한 모델—이 ΛCDM와 비슷한 성능을 보일 수 있는지 평가하고자 한다.
• 제도적 편향을 줄이기 위해 자금 지원 기관의 결재 심의위원회에 타당한 대안 모델을 가진 연구자를 포함하도록 개혁을 촉구한다.

제안 방법

• . 저자는 ΛCDM 모델과 대립 모델인 샤크스(2007)와 블랑샤르-사르카르 등(2003)을 비교 평가한다. 이 두 모델은 모두 Ωm = 1인 아인슈타인-데 시터 우주를 가정한다.
• 각 모델을 CMB 이방성, 허블 상수, 군집 진화, 비온 백분율 등 총 20개의 관측 제약 조건에 대해 평가한다.
• 각 제약 조건은 모델이 이를 충족하는지 여부에 따라 '예' 또는 '아니요'로 점수를 매기며, 성능 비교를 위해 이진 척도를 사용한다.
• 분석은 두 대안 모델이 ΛCDM에 비해 더 적은 수의 특수 가정(특히 암흑에너지와 암흑물질의 부재)을 필요로 한다는 점을 강조한다.
• 저자는 그림 3을 활용하여 모든 증거에 걸쳐 모델 성능을 시각적으로 비교하며, 수직으로 정렬되지 않은 경우를 질적 비교 목적상 무시한다.
• 저자는 ΛCDM의 과학적 정당성을 비판하며, 검증되지 않은 물리학에 의존하고 있으며, 암흑물질과 암흑에너지에 대해 실험실에서의 검증이 없는 점을 지적한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 . 주요 출판물, 예를 들어 WMAP3 논문에서 ΛCDM에 대한 타당한 반례가 얼마나 억압되었는가?
• RQ2 모든 관측 증거를 공정하게 고려할 때, 암흑에너지와 암흑물을 제거하는 대안 천체물리학 모델이 ΛCDM만큼 잘 성능을 내는가?
• RQ3 ΛCDM에 대한 과학적 합의는 증거에 의해 정당화되었는가, 아니면 제도적 관성과 선택적 인용에 의해 이끌린 것인가?
• RQ4 암흑물질이 50년이 넘도록 탐지되지 않은 바에 있어, 암흑에너지 연구에 대한 현재의 자금 지원 우선순위가 과학적으로 정당한가?
• RQ5 자금 지원 기관의 결재 심의위원회는 어떻게 개선되어야 하며, 대안 모델에 대한 편향을 줄일 수 있는가?

주요 결과

• . 모든 관측 증거를 고려할 경우, ΛCDM 모델은 암흑물질과 암흑에너지를 제거하는 대안 모델을 뚜렷이 앞서지 못한다.
• 샤크스(2007)와 블랑샤르-사르카르 등(2003)의 경쟁 모델은 20개의 관측 제약 조건 전역에서 ΛCDM와 유사한 성공을 거두었다.
• 샤크스 모델은 은하군의 중력 렌즈 효과를 이용해 첫 번째 CMB 피크를 설명함으로써, 모든 암흑 성분을 피하는 데 있어 놀라운 단순성을 보였다.
• 블랑샤르-사르카르 모델은 비거듭제곱형 초기 물질 스펙트럼을 사용함으로써, ΛCDM의 암흑에너지 가정보다 덜 특수한 물리학을 도입한다.
• 저자는 ΛCDM에 대한 압도적인 증거가 있다는 주장이 과장되어 있으며, 심각한 증거 선택 편향을 수반하고 있다고 결론 내린다.
• 자금 지원 기관은 제도적 편향을 줄이고 타당한 대안의 배제를 방지하기 위해, 타당한 대안 모델을 가진 연구자를 심의위원회에 포함시키도록 촉구한다.