Odtwarzanie ciemnej materii część 2

Spodziewany rozkład ciemnej materii w gromadzie Pocisk, 1E0657-558. Źródło: HST/Chandra X-ray telescope/Spitzer Space telescope/Magellan telescope.

30 września 2009

Wielka matematyczna budowla, w postaci standardowego modelu kosmologicznego Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), została wzniesiona na iluzorycznych założeniach.

Integralnym komponentem standardowego modelu kosmologicznego jest nie-barionowa zimna ciemna materia (CDM). Chociaż istnieje duża ilość matematycznych prac na jej temat, jak bardzo przekłada się to na rzeczywistą fizykę?

ΛCDM oparty jest na sześciu podstawowych parametrach, i jest obecnie podejmowany wielki wysiłek, aby te parametry ustalić. Tym niemniej należy wspomnieć, że model ten nastręcza paru problemów: nie ma żadnych wskazówek, jakie cząstki miały by być nie-barionową CDM, nie ma wyjaśnienia, jaka jest fizyczna natura ciemnej energii, i w duzym stopniu jest to tak na prawdę parametryzacja ignorancji.

W pierwszej części tego artykułu, przyjrzeliśmy się pracy Siegela i Xu na temat ciemnej materii w naszym Układzie Słonecznym. Siegel cytował publikacje swoich poprzedników, którzy traktowali ciemną materię jako fizyczną rzeczywistość. Odnośniki obejmowały obserwacje mikrofalowego promieniowania tła (CMB), widmo mocy Wszechświata i zderzenia gromad galaktyk.

Siegel załączył na swojej liście kluczowa, wysoko zmatematyzowaną publikację Kamatsu i innych (2008). Pod grubą warstwą obliczeń znajdują się tam ukryte założenia, obejmujące model kosmologiczny. Wpierw należy zrozumieć, użyte w tej publikacji, dane z 5-letniej misji WMAP. nie są to dane na temat ciemnej energii, ciemnej materii czy krzywizny przestrzeni, ale dane temperatury kosmicznego promieniowania tła.

Podczas długiego okresu pomiarów, WMAP zgromadził obraz wyższej rozdzielczości, przedstawiający promieniowanie na poziomie około 3 kelwinów. Silnie jednorodne, w szczegółach jest nieco niejednorodne. Ustalanie parametrów dla modelu ΛCDM oparte jest na dopasowaniu przewidywań teoretycznych do zmierzonego widma.

Determinowanie parametrów dla ΛCDM z danych WMAP jest typowym zadaniem dopasowywania krzywych, wraz z całą niepewnością, jaką wnoszą skomplikowane, wysoko sparametryzowane modele matematyczne. Niezależnie od tego, jednym z kluczowych punktów jest fundamentalność dla standardowego modelu danych co do przesunięcia ku czerwieni.

Jak się okazuje, przesunięcie ku czerwieni nie jest bezpośrednio związana z odległością. Książka Haltona Arpa, Widząc czerwień: Przesunięcie ku czerwieni, Kosmologia i Nauka Akademicka efektywni obalił trwające od dawna założenia co do przesunięcia widma jako dowodu na rozszerzanie się Wszechświata. Bez tego, jak i parametru Hubble'a (podstawowego parametru dla modelu ΛCDM), cała skomplikowana matematyczna struktura modelu wali się. Nie da się przekreślić osiągnięć Arpa i zwiększyć złego potraktowania go przez środowisko astronomiczne.

Na poparcie widma mocy [emisji] Wszechświata, Siegel cytuje kolejne matematyczne dzieło, operujące na pomiarach przesunięcia ku czerwieni z obserwatorium Luminous Red Galaxy. Widmo mocy najlepiej opisane jest jako próba zmapowania jednostki mocy na jednostkę objętości kosmosu. Cytując interesującą dyskusję na temat widm mocy i modelu zimnej ciemnej materii:

Widmo mocy galaktyki otrzymywane jest

...przez badanie przesunięcia ku czerwieni w galaktyce i obliczenie klastrowania galaktyk jako funkcji skali czasu. Daje to zbiór funkcji powiązań, które ściśle okreslają prawdopodobieństwo wystąpienia kolejnej galaktyki średnicy X od danej galaktyki.

A zatem, spektrum mocy, wspierające standardowy model oraz CDM, również oparte jest na założeniu, że przesunięcie ku czerwieni daje się przełożyć na prędkość ucieczki (czy raczej jej bliską kuzynkę - prędkość przesunięcia), oraz odległość. Jak wskazano powyżej, jest to niepewna podstawa standardowego modelu.

Odnosząc się do zderzeń gromad galaktyk, Siegel wskazał na Clowe'a et al. (2006). W tej pracy, Clowe zaraportował bezpośrednie zaobserwowanie ciemnej materii poprzez unikatowe ułożenie materii w gromadzie Pocisk (1E0657−558).

Clowa poczynił szereg fundamentalnych założeń, które wpłynęły na interpretację. Być może najistotniejszym z nich jest to, że większość masy w gromadzie stanowi ciemna materia. Założył również, że zwykła materia gwiazdowa stanowi 1-2%, a plazma stanowi 5-15%. Zatem pozostaliśmy z założeniem, że 83% masy stanowi ciemna materia (co jest wynikiem różnym o 22% od samego modelu ΛCDM, nie ma tu więc nawet wewnętrznej spójności). W skrócie, poszukuje on czegoś, o czym z góry założył, że tam jest, a to jest cienki lód dla obiektywnego badacza.

Następnie Clowe zakłada, że gromady galaktyk zachowują się jak bezkolizyjne cząstki, lecz płyno-podobna plazma, emitująca promienie rentgena pod wpływem ciśnienia. Co za tym idzie, plazma jest skoncentrowana wzdłuż płaszczyzny zderzenia, podczas, gdy materia gwiazdowa przez nią przechodzi. Mamy tu więc fizyczną separację plazmy, materii gwiazdowej oraz ciemnej materii.

Plazma w gromadzie nie jest podobna do płynu. Jest po prostu plazmą. Plazma, do której odnosi się Clowe ma prawdopodobnie gęstość w zakresie 10⁻²⁰ do 10⁻¹⁹ kg na metr sześcienny, co odpowiada mniej więcej jednemu atomowi na centymetr sześcienny. Ta plazma podlega siłom elektromagnetycznym, nie grawitacyjnym, i nie kwalifikuje się jako ciecz.

Jak wskazał profesor Don scott:

Nie musisz stawiać swojego elektrycznego ekspresu do kawy poniżej gniazdka z prądem, żeby elektrony mogły do niego spływać. Ładunki w przewodzie stanowią czarny tryb plazmy i grawitacja nie wpływa na ich ruch.

Cała podwójna gromada jest całkowicie przeniknięta plazmą. Twierdzenie, że ciemne regiony po obu stronach są jej pozbawione, jest bezpodstawne. Plazma pośrodku jest po prostu pod wpływem gęstszego prądu, przez co jest w trybie żarzenia (nawet do pasma rentgenowskiego).

Komentator Elektrycznego Wszechświata, Mel Acheson, wykazała we wcześniejszym artykule na temat gromady Pocisk:

Z elektrycznego punktu widzenia, zdjęcie z teleskopu Chandra pokazuje wyraźnie dzwonowaty koniec i następujący po nim strumień łuku wyładowania plazmowego. Silne pole magnetyczne prądu zmusza elektrony do emitowania synchrotronowego (nie termicznego) promieniowania rentgenowskiego, uchwyconego na zdjęciu. Promieniowanie synchrotronowe jest normalnym efektem wyładowania.

A zatem, jeżeli nie ma wstępnego sortowania plazmy wzdłuż płaszczyzny zderzenia, to główne założenie publikacji staje pod znakiem zapytania. Jeśli chodzi o słabe soczewkowanie grawitacyjne, metoda ta jest najeżona błędami statystycznymi i nie tylko. Co więcej, słabe soczewkowanie grawitacyjne jest zalezne od pomiarów odległości, które z reguły bazują na przesunięciu ku czerwieni.

W opisie modelu ΛCDM zaznaczono, że posiada on prawidłowe przewidywania. Należy jednak wspomnieć, że był on wielokrotnie matematycznie dostrajany, aby pasować do obserwacji. Istnieje wiele obserwacji, których nie przewiduje, szczególnie wielkoskalowe struktury Wszechświata. A co jeszcze ważniejsze, jego całkowicie matematyczne podstawy bazują na pojedynczym założeniu, że im większe przesunięcie ku czerwieni, tym większa odległość. Nie jest to prawdą, co jasno wykazał Arp. Arp trzymał teleskop, aby przyglądać się bacznie rzeczywistemu Wszechświatowi, lecz astrofizycy odwrócili się od tego na rzecz matematycznego odtwarzania.

Swoją drogą, to interesująca filozofia, że skoro 96% Wszechświata to nieobserwowalna ciemna energia i ciemna materia, to czemu dłużej zawracać sobie głowę rzeczywistymi rzeczami? Być może jest to nieszczęsny logiczny koniec modelu ΛCDM.

---

Tom Wilson

Przetłumaczono z http://www.thunderbolts.info/tpod/2009/arch09/090930recreations.htm