[논문 리뷰] The rotating and accelerating Universe

Evangelos Chaliasos|ArXiv.org|2006. 01. 28.

History and Developments in Astronomy참고 문헌 7인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 암흑 에너지나 우주론적 상수를 도입하지 않고도 관측된 우주의 가속 팽창과 은하의 나선형 구조를 도는 우주 모델로 설명할 수 있다고 제안한다. 두 개의 회전 자유도를 포함하도록 로버트슨-워커 계량을 일반화함으로써, 저자께서는 압력과 에너지 밀도의 합이 0이 되는 상태, 즉 p + ρ = 0 조건을 만족할 때에만 안정된 상태 해를 얻는 아인슈타인 방정식을 유도한다. 이는 1998년에 관측된 우주의 가속 팽창을 자연스럽게 재현한다.

ABSTRACT

An attempt is made to explain the spiral structure of spiral galaxies through a possible rotation of the Universe. To this end, we write down a possible form of the metric, and we calculate the necessary quantities (Rik, Tik, ...) in order to form the Einstein equations. We find the two Einstein equations pertaining to the Robertson-Walker metric and no rotation at all in this way, if we assume p+e not= 0. There are introduced then two suitable rotational motions in the universe, and we try to generalize again the Robertson-Walker metric in this way. The result is again null, since it is found that the corresponding angular velocities must vanish, for p+e not= 0. A third attempt is finally done, without restricting ourselves to generalize any existing cosmological model. We introduce again two suitable rotational motions, and we form the appropriate Einstein equations. After solving them, we find that the two rotations, corresponding to the usual rotations on a torus, dictate again the equation of state p+e = 0. This solution is a steady state one, and it describes naturally the observationally discovered acceleration of the Universe (1998), without a cosmological constant and the ambiguous dark energy.

연구 동기 및 목표

• 나선형 은하의 구조를 도는 우주 모델을 통해 설명하기 위해.
• 암흑 에너지나 우주론적 상수를 도입하지 않고도 우주의 가속 팽창을 설명할 수 있는지 조사하기 위해.
• 로버트슨-워커 계량을 회전 자유도를 포함하도록 일반화하기 위해.
• 도는 가정 하에 아인슈타인 방정식을 유도하고 해를 구하여 관측 결과와의 일관성을 시험하기 위해.
• 도는 우주가 관측된 우주의 가속 팽창과 일치하는 안정된 상태 해를 제공할 수 있는지 결정하기 위해.

제안 방법

• 토이oidal 기하학을 영감으로 삼아 두 가지의 회전 운동을 포함하는 수정된 계량을 수립하기 위해.
• 아인슈타인 방정식을 구성하기 위해 리치 곡률(Rik)과 에너지-모멘텀 텐서(Tik) 성분을 계산하기 위해.
• 기본적인 로버트슨-워커 프레임워크를 적용한 결과, p + ρ = 0 조건이 아닌 한 도는 운동이 사라짐을 발견함.
• 표준 우주론 모델을 초월하여 비자명한 도는 운동 역학을 允허하기 위해 계량을 일반화함.
• 두 개의 독립적인 도는 운동을 가정한 결과 아인슈타인 방정식을 해석함.
• 일관성 확보를 위해 p + ρ = 0 조건을 도출함으로써 안정된 상태 해로 이어짐.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 암흑 물질이나 다른 메커니즘 대신 도는 우주 모델이 은하의 나선형 구조를 설명할 수 있는가?
• RQ2 암흑 에너지를 도입하지 않고도 도는 우주 모델이 관측된 우주의 가속 팽창을 자연스럽게 재현할 수 있는가?
• RQ3 아인슈타인 방정식은 균일하고 등방성 우주에서의 도는 자유도에 어떤 제약을 가하는가?
• RQ4 안정된 상태 해를 도출할 수 있는 일관된 도는 우주 계량을 구성하는 것이 가능한가?
• RQ5 아인슈타인 장 방정식에서 도는 항목이 비영일 수 있도록 하기 위해 필요한 상태 방정식은 무엇인가?

주요 결과

• 도는 운동을 포함한 표준 로버트슨-워커 계량은 p + ρ = 0 조건을 만족하지 않으면 각속도가 0이 되는 결과를 낳는다.
• 일반화된 계량 프레임워크에서 두 개의 도는 운동을 도입함으로써 p + ρ = 0 조건이 일관성 확보를 위해 필수적임을 밝혀냄.
• p + ρ = 0 조건을 만족하는 해는 안정된 상태 해이며, 관측된 우주의 가속 팽창과 일치함.
• 우주론적 상수나 암흑 에너지를 요구하지 않으며 1998년의 우주의 가속 팽창 관측 결과를 재현함.
• 도는 운동은 상태 방정식에 의해 결정되며, 두 개의 도는 운동 성분이 p + ρ = 0 조건을 결정함.