关于宇宙的加速,我们该如何解释

前言

人们普遍认为,目前的宇宙学观测结果,支持宇宙的加速模型,因为它是由宇宙学常数或"暗能量"驱动的。我们在此论证,另一种宇宙模型是可能的。它可以解释目前对宇宙的观测。将通过对Ia型超新星的量级-红移关系的重新解释,来证明这一点。

简介

在现代宇宙学中,只有两个方法,一个真正的理论预测,被观测直接证实。其中第一个是弗里德曼和后来的勒马特尔直接从爱因斯坦方程的解中得到的理论预测,即宇宙正在膨胀。第二个是在最初的稳态宇宙学的框架内做出的理论预测,即宇宙应该是加速的。虽然后者是一个明确的理论预测,但观察者们几乎一致选择通过维持高度流行的标准。

由于这种讨论和对加速的解释缺乏平衡,表明到那时为止的观测数据可以非常合理地用准稳态宇宙学(QSSC)模型来解释。在这个模型中,QSSC模型对上述数据提供了很好的拟合,只要考虑到星系间尘埃以金属须的形式对光的吸收。接着又获得了新的数据,涉及到一个红移更高的Ia型超新星。

价值链的优势

宇宙学常数受到标准宇宙学支持者的欢迎,主要基于以下方面:

①."年龄"的限制被放松了。通过适当地选择1,有可能增加宇宙的年龄。

②.使用1可以使任何给定红移的度量距离大于模型的相应距离(对于同一红移)。红移尖系中表现得非常清楚。超新星的过度昏暗,被解释为非零、正1的证明。

③.在这里,选择非零的1有助于扩大参数空间,从而减轻各种观测约束对结构形成方案的压力。

④.如果坚持一个平坦的模型(正如大多数种类的爆胀所暗示的那样),观察到的物质的重子密度只是总宇宙学密度的百分之几。在这种情况下,其余的所有物质必须是黑暗的,可能是非重子的。如果我们假设其中相当一部分被我占据,并被称为"暗能量"或"五重性",那么以这种黑暗和深奥的形式来定位和识别如此多的物质的要求就不那么严重。

负面作用

宇宙学常数也会带来的一些不好的影响。在下面列举几个例子:

①.随着爆胀模型的流行,宇宙学常数找到了新的生命,它被宣称起源于真空转换所产生的力。正是这种力被认为是驱动宇宙在一个瞬时的德西特式的模式。

这些模型具有一定的临时性作用,当然也不具备广义相对论整体结构的优雅性。

②.尽管把总能量的越来越大的部分放在1块是很诱人的,但超过一定水平后,这种做法就会适得其反。由于大L的原因,空间的拉伸使得大红移天体的引力透镜成为一种比观测上允许的更频繁的现象。

③.另一种情况 QSSC。如果人们愿意跳出标准宇宙学的框架,准稳态宇宙学(QSSC)提供了一个已经存在的框架来理解上述宇宙学问题。在讨论这些具体问题之前,我们简要介绍一下这种宇宙学的突出特点。

显然,尺度因子描述的是一个长期指数膨胀并伴有短期振荡的宇宙。在QSSC的框架内也可以解释观察到的各向异性宇宙微波背景,包括通常在标准宇宙学中被称为多普勒峰的I~200的峰值。事实上,正是这种类型的尘埃有助于解释星系外Ia型超新星的幅度-红移尖系。

当时,人们对星系间介质的普遍看法并不包括尘埃这一重要成分,因此上述文中关于即使是小的尘埃成分的存在也会提高视亮度的建议基本上被忽略了。

拟合度的好坏

如果拟合度相对较好,人们就可以论证理论尖系的稳健性。

方法1

60个超新星中的6个被从计算中剔除,因为观察到的星等与预期的星等的偏差有点大。这些数值处于超新星峰值磁度的正确区域。

我们展示这一点是为了强调在用模型解释数据时需要谨慎,直到我们有更多的超新星数据可用,和我们对它们的星等和红移更加确定。

方法2

在这里,把早期样本中的54颗超新星一起纳入,以获得最佳拟合曲线。自然,这样的曲线对数据的拟合将比第一种情况下的更好。

也就是说,这些数值表明拟合度令人满意。稳态模型的每个自由度的x2 的各自数值是1.42,而爱因斯坦-德西特模型的数值是1.75。这一相对表现可以与三十年前的情况形成对比,当时尖于星系的数据被宣称支持减速的宇宙,并被用来排除稳态模型,理由是该模型预测了一个加速的宇宙。

结语

上述练习中的可调整参数是星系间尘埃的密度。通过要求拟合"最佳",我们确定了rgo的值。如果理论走错了方向,这个值可能会与微波背景热化,所需的值则会有很大的不同。

在QSSC中,晶须尘埃是从超新星附近产生和喷射出来的。因此,母体超新星附近的尘埃很可能表现出不同程度的集中。这可能会导致超新星亮度的相对较大的波动,并可能说明研究中遗漏的六个超新星的巨大偏差。原则上,尽管有这样的波动,还是可以用m-z测试来区分的。

基于标准方法和上述QSSC方法。当我们进入更高的红移时,宇宙逻辑常数所隐含的加速效应会减弱,而星系间的加速效应则会减弱,厌尘将变得更大。然而,在从这种观察中得出任何结论之前,需要非常小心。此外,我们已经看到,即使是m或z的测量值的微小变化也会大大改变结论。

最后,当我们走到更高的红移时,引力透镜可能会选择性地放大图像,从而将观测到的亮度推到比正常值更高的位置。因此,谨慎的做法是等待更多的Ia型超新星在高兹篮子里的积累。

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页面更新:2024-05-01

标签:宇宙   星等   稳态   超新星   常数   星系   尘埃   模型   数据   宇宙学

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