[논문 리뷰] Plasma Redshift, Time Dilation, and Supernovas Ia

Ari Brynjolfsson|arXiv (Cornell University)|2004. 06. 19.

Gamma-ray bursts and supernovae참고 문헌 1인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 표준 천체물리 모델을 도전하며, 전통적인 물리학에서 유도된 플라즈마 적색편이가 시간 지연, 암흑 에너지, 암흑 물질을 요구하지 않고도 타입 Ia 초신성의 등급-적색편이 관계를 완전히 설명할 수 있다고 주장한다. 연구는 리에스 등(2004)의 관측 데이터가 플라즈마 적색편이 이론에 더 잘 맞는다는 것을 보여주며, 이 이론은 허블 상수를 $ H_0 = 59.44 \pm 0.6 \, \text{km} \cdot \text{s}^{-1} \cdot \text{Mpc}^{-1} $로 예측한다. 또한 시간 지연이 필요 없다는 것을 매우 높은 신뢰도로 거부한다.

ABSTRACT

The measurements of the absolute magnitudes and redshifts of supernovas Ia show that conventional physics, which includes plasma redshift, fully explains the observed magnitude-redshift relation of the supernovas. The only parameter that is required is the Hubble constant, which in principle can be measured independently. The contemporary theory of the expansion of the universe (Big Bang) requires in addition to the Hubble constant several adjustable parameters, such as an initial explosion, the dark matter parameter, and a time adjustable dark energy parameter for explaining the supernova Ia data. The contemporary Big Bang theory also requires time dilation of distant events as an inherent premise. The contention is usually that the light curves of distant supernovas show or even prove the time dilation. In the present article, we challenge this assertion. We document and show that the previously reported data in fact indicate that there is no time dilation. The data reported by Riess et al. in the Astrophysical Journal in June 2004 confirm the plasma redshift, the absence of time dilation, dark matter, and dark energy.

연구 동기 및 목표

• 타입 Ia 초신성의 등급-적색편이 관계가 시간 지연이나 암흑 에너지를 도입하지 않고도 플라즈마 적색편이 이론으로 설명될 수 있는지 테스트하는 것.
• 초신성 빛줄기의 시간 지연이 천체물리적 시간 지연을 뜻하는 것으로 널리 받아들여지는 해석을 도전하는 것.
• 관측된 초신성 데이터가 표준 빅뱅 모델보다 플라즈마 적색편이 이론과 더 일치한다는 것을 보여주는 것.
• 플라즈마 적색편이를 사용하여 허블 상수를 재평가하고, 독립적인 측정치와 비교하는 것.
• 양자역학적 광자 무게 없음으로 인해 등가 원리가 성립하지 않으며, 이는 준정적 우주를 지지하는 것.

제안 방법

• 저자는 플라즈마 적색편이 이론을 적용하여, 이론은 이온화된 플라즈마 내 전자 밀도와 길이에 비례하는 적색편이를 예측한다. 이를 통해 초신성의 적색편이와 등급을 해석한다.
• 플라즈마 적색편이 예측과 일치시키기 위해 관측된 적색편이에서 작은 은하계 코로나 기여($ \Delta z = -0.00185 $)를 빼는 보정을 수행한다.
• 리에스 등(2004)의 초신성 데이터를 사용하여 플라즈마 적색편이 모델 하에서 등급-적색편이 관계로부터 허블 상수를 유도한다.
• 관측된 거리 모듈러스($ m - M $)를 플라즈마 적색편이 이론의 예측과 비교하여 잔차의 일관성을 평가한다.
• 적합도의 우수성을 평가하기 위해 잔차에 대한 통계 분석을 수행하였으며, 표준편차는 $ \sigma_M = 0.30 $ magnitude per supernova로 보고되었다.
• 논문은 말무이스트 편향 보정을 사용하고, 골드/실버 샘플 분류를 평가하여 데이터 신뢰도를 점검한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 관측된 타입 Ia 초신성의 등급-적색편이 관계는 표준 빅뱅 모델보다 플라즈마 적색편이 이론을 지지하는가?
• RQ2 초신성 빛줄기에서 관측된 시간 지연은 진정한 천체물리적 현상인가, 아니면 천체물리적 적색편이 모델을 가정한 결과로 발생한 오염인가?
• RQ3 암흑 에너지나 암흑 물질을 도입하지 않고도 플라즈마 적색편이를 사용하여 허블 상수를 정확하게 추정할 수 있는가?
• RQ4 양자역학적 광자 행동으로 인해 등가 원리가 위반되며, 이는 초신성의 관측된 어둠침을 설명하는 데 도움이 되는가?
• RQ5 멀리 떨어진 초신성의 어둠침 현상은 플라즈마 적색편이로 완전히 설명될 수 있는가, 아니면 추가적인 천체물리적 매개변수를 필요로 하는가?

주요 결과

• 플라즈마 적색편이 이론은 타입 Ia 초신성의 관측된 등급-적색편이 관계를 매우 정확하게 설명하며, 허블 상수를 $ H_0 = 59.44 \pm 0.6 \, \text{km} \cdot \text{s}^{-1} \cdot \text{Mpc}^{-1} $로 유도한다.
• 시간 지연에 대한 증거는 전혀 없으며, 관측된 빛줄기 너비는 플라즈마 적색편이 모델과 일치하지만 시간 지연 가정과는 일치하지 않는다.
• 네 개의 초신성은 플라즈마 적색편이 예측에서 상당한 음의 편차($ \leq -0.8 $)를 보이며, 이는 가정한 흡수($ A_B $)보다 높을 가능성이 있다.
• 여섯 개의 초신성은 $ [-0.8, -0.5] $ 범위에, 네 개는 $ [+0.5, +0.8] $ 범위에 있으며, 이는 $ \sigma_M = 0.30 $로 거의 정규분포를 이룬다. 이는 모델의 일관성을 지지한다.
• 평균 절대 등급 불확실도는 매우 낮다($ \sigma_{M_{av}} = 0.022 $), 이는 플라즈마 적색편이 모델이 데이터와 매우 높은 내부 일관성을 지닌다는 것을 의미한다.
• 플라즈마 적색편이 이론은 암흑 물질, 암흑 에너지, 블랙홀 없이도 간성간 플라즈마 가열, 태양 코로나 가열, 우주 배경 복사 등을 설명할 수 있다.