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

Richard Lieu|arXiv (Cornell University)|May 17, 2007

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 3被引用 4

一句话总结

本文挑战了ΛCDM模型在宇宙学中的主导地位，认为其广泛接受并非源于无可匹敌的实证优势，而是由于选择性引用和对可信反证的压制。当所有观测数据得到公平评估时，那些摒弃暗物质和暗能量的替代模型——如Shanks（2007）和Blanchard-Sarkar等人（2003）提出的模型——与ΛCDM的表现相当，表明该模型并未明显优于其他竞争模型。

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.

研究动机与目标

• 本文研究ΛCDM模型的主导地位是否具有科学依据，还是受选择性证据和制度偏见驱动。
• 考察可信的反证在《WMAP3》论文（Spergel et al.，2007）等主要出版物中被压制的程度。
• 本研究旨在评估替代模型——尤其是那些不包含暗能量或暗物质的模型——在综合考虑所有可用证据时，是否能与ΛCDM相媲美。
• 呼吁改革资助机构决策小组，纳入拥有可信替代模型的研究人员，以减少制度性偏见。

提出的方法

• 作者对ΛCDM与两个竞争模型——Shanks（2007）和Blanchard-Sarkar等人（2003）——进行了比较评估，二者均假设为爱因斯坦-德西特宇宙，Ωm = 1。
• 他将每个模型与一份包含20项观测约束的综合清单进行评估，包括CMB各向异性、哈勃常数、星系团演化以及重子物质预算。
• 每项约束根据模型是否满足而被标记为“是”或“否”，采用二元评分标准比较模型表现。
• 分析强调，这两种竞争模型相比ΛCDM，所需人为假设更少——尤其是摒除了暗能量和暗物质。
• 作者使用图3对所有证据中的模型表现进行视觉比较，将垂直错位视为可忽略，以实现定性比较。
• 他通过强调ΛCDM对未经验证物理理论的依赖，以及暗物质与暗能量在实验室中缺乏验证，质疑了该科学理论的正当性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在《WMAP3》等主要出版物中，可信的反证对ΛCDM被压制的程度如何？
• RQ2 当所有观测证据被公平考虑时，摒弃暗能量与暗物质的替代宇宙学模型是否能与ΛCDM表现相当？
• RQ3 围绕ΛCDM的科学共识是否由证据支持，还是受制度惯性与选择性引用驱动？
• RQ4 鉴于暗物质在50年未被探测到，当前对暗能量研究的资助优先级是否在科学上站不住脚？
• RQ5 资助机构决策小组应如何改革，以减少对替代模型的偏见？

主要发现

• 当所有观测证据被综合考虑时，ΛCDM模型并未明显优于摒弃暗物质与暗能量的替代模型。
• Shanks（2007）和Blanchard-Sarkar等人（2003）的竞争模型在全部20项观测约束中，与ΛCDM表现相当。
• Shanks模型通过利用星系群引力透镜效应解释CMB第一峰，避免了所有暗组分，展现出惊人的简洁性。
• Blanchard-Sarkar模型采用非幂律原始物质谱，其引入的附加物理假设比ΛCDM的暗能量假定更少。
• 作者得出结论：对ΛCDM存在压倒性证据的说法被夸大，且存在显著的证据选择性偏差。
• 呼吁资助机构在评审小组中纳入拥有可信替代模型的研究人员，以抵消制度偏见，防止可行替代方案被边缘化。