[論文レビュー] Model of graviton-dusty universe

Michael A. Ivanov|ArXiv.org|Jul 12, 2001

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 2被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、赤方偏移が宇宙の膨張によるものではなく、光子と重力子背景との相互作用によるものである非膨張的宇宙モデルを提案する。光子同士の衝突によって生成される仮想の重い重力子が、ダークマターを構成し、繰り返しの衝突によってエネルギーを蓄積し、最終的にブラックホールに捕獲される。このモデルはパイオニア異常を説明し、ハッブルの法則を量子重力効果として再解釈する。

ABSTRACT

Primary features of a new cosmological model, which is based on conjectures about an existence of the graviton background and superstrong gravitational quantum interaction, are considered. An expansion of the universe is impossible in such the model because of deceleration of massive objects by the graviton background, which is similar to the one for the NASA deep space probes Pioneer 10, 11. Redshifts of remote objects are caused in the model by interaction of photons with the graviton background, and the Hubble constant depends on an intensity of interaction and an equivalent temperature of the graviton background. Virtual massive gravitons would be dark matter particles. They transfer energy, lost by luminous matter radiation, which in a final stage may be collected with black holes and other massive objects.

研究の動機と目的

• 宇宙の膨張に依存しない宇宙赤方偏移の説明をし、ドップラー効果の代わりに量子重力的メカニズムを提示すること。
• 疲れた光線モデルにおけるエネルギー利用の問題を解決し、発光物質が失うエネルギーが仮想の重い重力子に移転されることを示すこと。
• 光子-重力子衝突によって生成される仮想の重い重力子がダークマターを構成し、ブラックホールに蓄積されることを提唱すること。
• ブラックホールがエネルギーを仮想重力子から収集することで星形成を引き起こし、銀河の「種」になると提案すること。
• パイオニア探査機の異常加速度が、同じ重力子背景相互作用の結果であることを提示すること。

提案手法

• 3Kより高い等価温度を持つ重力子背景を仮定し、光子のエネルギー損失は断面積 σ(E,ω) = D·E·ω で記述される。
• ハッブル定数 H = (1/2π)·D·ω̄·(σT⁴) を用いて、赤方偏移を相互作用強度と背景温度に関連付ける。
• 質量を持つ物体に作用する減速力 w = -Hc(1 - v²/c²) を導出し、観測されたパイオニア異常と一致する。
• 仮想の重い重力子を、光子-重力子衝突によって生成される短寿命の粒子（τ ≤ 10⁻¹¹ s）としてモデル化し、エネルギーは 2ω である。
• 背景との繰り返し衝突により重力子のエネルギーが低下し、寿命が延長され、約93回の衝突後に約100億年まで延びる。
• 重力による凝縮により、このような重力子がブラックホールに凝集し、銀河核を形成し、放射エネルギーを巨大物体に持続的に供給する「恒久的エネルギーポンプ」として機能すると提案する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宇宙赤方偏移は、宇宙の膨張ではなく、光子-重力子背景相互作用によって説明可能か？
• RQ2 非膨張宇宙において、発光物質の放射が失うエネルギーは、どのように移転され保存されるのか？
• RQ3 光子-重力子衝突によって生成される仮想の重い重力子は、ダークマターとして機能し、ブラックホールに蓄積可能か？
• RQ4 重力子背景相互作用は、深宇宙探査機パイオニアの異常加速度を説明できるか？
• RQ5 ブラックホールが仮想重力子からのエネルギー収集によって銀河の「種」として機能し、星形成を引き起こす可能性はあるか？

主な発見

• ハッブル定数は基本定数から導出され、H = (1/2π)·D·ω̄·(σT⁴) として表され、重力子背景の強度と温度と関連づけられる。
• モデルは赤方偏移法則 E(r) = E₀·exp(-ar) を予測し、a = H/c である。この法則は、膨張なしに観測された赤方偏移と整合的である。
• 減速力 w = -Hc(1 - v²/c²) は、パイオニア10号および11号の観測された異常加速度（4.8–7.2×10⁻¹⁰ m/s²）と一致する。
• 初期寿命 τ ≤ 10⁻¹¹ s の仮想の重い重力子は、約93回の衝突サイクルを経て、寿命が約100億年まで延び、ダークマター候補として妥当である。
• モデルはブラックホールがこのような長寿命の仮想重力子を捕獲することで成長し、銀河の種となる可能性を示唆する。
• 重力子背景は、仮想重力子の交換を通じて、発光物質の放射エネルギーを巨大物体に持続的に移転する「恒久的エンジン」として機能する可能性がある。