[论文解读] 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 8

一句话总结

本文提出一种非膨胀的宇宙学模型，其中红移源于光子与引力子背景的相互作用，而非宇宙膨胀。该模型认为，由光子碰撞产生的虚的有质量引力子作为暗物质，通过反复碰撞积累能量，最终被黑洞捕获，可能成为星系形成的种子。该模型解释了先驱者异常现象，并将哈勃定律重新解释为量子引力效应。

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.

研究动机与目标

• 解释宇宙红移无需宇宙膨胀，提出一种替代多普勒效应的量子引力机制。
• 通过展示发光物质损失的能量转移至虚的有质量引力子，解决耗尽光模型中的能量利用问题。
• 提出由光子-引力子碰撞形成的虚的有质量引力子作为暗物质，并在黑洞中累积。
• 建议黑洞通过收集虚引力子的能量并最终形成恒星，作为星系的‘种子’。
• 为先驱者异常现象提供一种机制，作为相同引力子背景相互作用的结果。

提出的方法

• 假设存在一个等效温度大于3K的引力子背景，导致光子通过相互作用截面 σ(E,ω) = D·E·ω 损失能量。
• 利用哈勃常数 H = (1/2π)·D·ω̄·(σT⁴) 将红移与相互作用强度和背景温度联系起来。
• 推导出对大质量天体的减速力 w = -Hc(1 - v²/c²)，与观测到的先驱者异常一致。
• 将虚的有质量引力子建模为寿命极短的粒子（τ ≤ 10⁻¹¹ s），由光子-引力子碰撞产生，能量为 2ω。
• 提出反复与背景碰撞可降低引力子能量并延长其寿命，经过约93次碰撞后寿命可达约100亿年。
• 建议此类引力子在引力作用下凝聚成黑洞，形成星系核心，并作为从辐射向大质量天体持续输送能量的永动机。

实验结果

研究问题

• RQ1 宇宙红移能否由光子-引力子背景相互作用解释，而非宇宙膨胀？
• RQ2 在非膨胀宇宙中，发光物质辐射损失的能量如何转移并守恒？
• RQ3 由光子-引力子碰撞形成的虚的有质量引力子能否作为暗物质并在黑洞中累积？
• RQ4 引力子背景相互作用能否解释先驱者深空探测器的异常加速度？
• RQ5 黑洞能否通过收集虚引力子的能量并触发恒星形成，作为星系的‘种子’？

主要发现

• 哈勃常数由基本常数导出：H = (1/2π)·D·ω̄·(σT⁴)，将其与引力子背景强度和温度联系起来。
• 该模型预测红移定律为 E(r) = E₀·exp(-ar)，其中 a = H/c，与观测到的红移一致，无需宇宙膨胀。
• 减速力 w = -Hc(1 - v²/c²) 与先驱者10号和11号探测器观测到的异常加速度（4.8–7.2×10⁻¹⁰ m/s²）一致。
• 初始寿命 τ ≤ 10⁻¹¹ s 的虚有质量引力子，经过约93次碰撞后寿命可延长至约100亿年，使其成为可行的暗物质候选者。
• 该模型表明黑洞通过捕获这些长寿命的虚引力子而增长，可能形成星系的种子。
• 引力子背景可能通过虚引力子交换将能量从发光物质辐射持续转移至大质量天体，充当‘永动机’。