Kosmologie není ani na úrovni astrofyziky

Link na článek v angličtině: Cosmology is not even astrophysics

Autor: John Hartnett

V originále vydáno: Cosmology is not even astrophysics, 3. prosince 2008

Obrázek

Temná energie je zjevně potvrzeným faktem. Potvrzuje však tento důkaz, že se rozpínání vesmíru zrychluje? Mají pravdu v ironii, že ačkoli je tato energie tak hojná, nelze ji lokálně pozorovat v laboratoři. Je to skutečně dnešní stav vesmíru? Nebo císař potřebuje nové šaty?

Lieu říká: „ … astronomická pozorování sama o sobě nikdy nemohou sloužit k prokázání „nade vší pochybnost“ nějaké fyzikální teorie. Je to proto, že žijeme pouze v jednom vesmíru – nepostradatelný „kontrolní experiment“ není k dispozici“. Neexistuje způsob, jak interagovat s vesmírem a získat odezvu, která by ověřila danou teorii, jak by to mohl udělat experimentátor v laboratorním pokusu. Kosmolog nanejvýš shromáždí co nejvíce údajů a pomocí statistických argumentů se snaží prokázat, že jeho závěr je pravděpodobný. Lieu znovu: „Proto je slib, že vesmír bude použit jako laboratoř, z níž lze stanovit nové neporušitelné fyzikální zákony bez podpory laboratorních experimentů, absurdní…“.

Ve své tabulce 2 Lieu uvádí pět důkazů, kdy kosmologové používají „neznámé“ k vysvětlení „neznámých“, a proto říká, že nejsou skutečnými astrofyziky. Přesto tvrdí, že všechny tyto důkazy vysvětluje (a v případě CMB5 dokonce předpovídá⁶) inflační model LCDM. Žádný z nich se nezakládá na laboratorních experimentech a je nepravděpodobné, že by někdy byly takto vysvětleny. Jsou to např:

1. červený posuv světla z galaxií, vysvětlovaný rozpínáním prostoru,
2. CMB, vysvětlovaná jako dozvuk velkého třesku,
3. rotační křivky spirálních galaxií7 , vysvětlované temnou hmotou,
4. vzdálené supernovy jsou slabší, než by měly být, a proto se vesmír zrychluje, což se vysvětluje temnou energií,
5. plochost a izotropie,⁸ vysvětlovaná inflací.

Jako experimentátor vím, že standardy používané v takzvaných „kosmologických experimentech“ by v mé laboratoři nikdy neprošly. Přesto se říká, že nyní žijeme v éře „přesné kosmologie“.

Jako experimentátor vím, že standardy používané v takzvaných „kosmologických experimentech“ by v mé laboratoři nikdy neprošly. Přesto se říká, že nyní žijeme v éře „přesné kosmologie“.^9,10,11

Max Tegmark nedávno řekl: „ … před 30 lety byla kosmologie většinou považována za něco mezi filozofií a metafyzikou. Mohli jste u hromady piv spekulovat o tom, co se stalo, a pak jste mohli jít domů, protože nic jiného se dělat nedalo“. Nyní se však blíží „konzistentnímu obrazu toho, jak se vesmír vyvíjel od nejstarších okamžiků až po současnost“.¹⁰

Jak to může být pravda, když žádnou z pěti Lieuem vyjmenovaných položek nelze vysvětlit pomocí „knowns“? Byly vysvětleny tím, že se uchýlil k „neznámým“ s obratností, která autorovi umožňuje říci, že „se blížíme k pravdě“. Vzpomínám si na projev nositele Nobelovy ceny Stevena Chu k velkému shromáždění středoškoláků u příležitosti Národního kongresu Australského fyzikálního institutu na ANU v Canbeře v roce 2005. Řekl, že nyní rozumíme téměř všemu, co se dá o vesmíru vědět, až na několik drobností, jako například co je temná energie a temná hmota, které [údajně] tvoří 96 % hmoty ve vesmíru. Jak by řekl Homer Simpson: „Duh!“.

Lieu dále uvádí několik protiargumentů k inflační kosmologii LCDM, které byly nebo jsou publikovány v nejlepších astronomických časopisech. Jsou to:

1. křivka vývoje hustoty galaxií v kupách galaxií (i v nich existuje problém masivní temné hmoty) nesouhlasí s předpovědí LCDM se statistickou významností 7σ,
2. zdá se, že pouze 50 % baryonů12 předpovězených modelem LCDM existuje při nízkých červených posunech – tzv. problém chybějících baryonů,
3. žádné vysvětlení pro přebytek měkkého rentgenového záření z hvězdokup, například Abell 3112,
4. rozdíl mezi hodnotami, které Sandage a spol. (H0 ≈ 62 km/s/Mpc) a Freedman a spol. (H0 ≈ 70 km/s/Mpc) určili pro Hubblovu konstantu na základě dvou nezávislých analýz dat z HST,
5. se zdá, že skupiny galaxií, jako je naše Místní skupina, ukrývají příliš mnoho hmoty,
6. velmi slabé SZE¹³ zjištěné pomocí WMAP – v popředí není vržen žádný stín, jak by se očekávalo od zdroje na pozadí; to bylo nyní testováno samostatnými autory na dvou souborech 31, resp. 100 bohatých hvězdokup,¹⁴
7. Osa zla¹⁵ v oktopólových a kvadrupólových členech expanze CMB koreluje s mračny HI v Galaxii, kde Lieu dospěl k závěru, že významná část anizotropie WMAP v primárním akustickém píku¹⁶ není kosmologická,
8. rotační křivky trpasličích galaxií. Data ukazují na jádra s konstantní hustotou, zatímco halo profily LCDM mají centrální hroty.

Tyto důkazy odpovídají jiným kosmologickým modelům lépe než LCDM, nicméně žádný model neodpovídá všem důkazům. (Srovnání s dalšími dvěma modely viz Lieuův obrázek 3 a podrobnosti v jeho článku).

Nositel Nobelovy ceny Steven Chu … prohlásil, že nyní rozumíme téměř všemu, co je třeba vědět o vesmíru, až na několik drobností, jako například co je temná energie a temná hmota, které [údajně] tvoří 96 % hmoty ve vesmíru.

Přetrvávají také nesrovnalosti zejména v analýzách dat z WMAP. Teprve nedávno lidé z NASA, kteří se zabývají WMAP, zveřejnili mapy jednotlivých let a rozdílové mapy anizotropních dat.¹⁷ Ty by měly být dobrým testem toho, zda jsou anizotropie kosmologické. Pokud jsou kosmologické, pak by měly být úrovně šumu zamrzlé v čase a neměly by být ovlivněny lokálními efekty z roku na rok. Rozdíly by měly být nulové na celé obloze, ale nejsou. V době psaní tohoto článku jsem však ještě neměl příležitost je podrobněji prozkoumat. Bylo mi však řečeno, že taková „mapa rozdílů“ mezi daty WMAP2 a WMAP3 byla prezentována na COSMO 06, mezinárodním semináři o částicové fyzice a raném vesmíru, který se konal 25.-29. září 2006 v Lake Tahoe v Kalifornii. Údajně vyvolala značný rozruch. Většina rozdílové mapy měla velmi mírné (malé) teplotní výkyvy, ale 5 % rozdílové mapy mělo podlouhlou oblast velmi vysokých teplotních výkyvů s nejvyššími teplotními rozdíly ve středu oblasti. Buď je chyba v redukci dat extrahujících efekty z Galaxie (které mají být ve zvoleném vysokofrekvenčním pásmu minimální), nebo efekt není kosmologický, ale způsobený něčím blíže k Zemi. Můj informátor, který tam byl, mi říká: „ … publikum přešlo do obranného režimu s výmluvami, náplastmi a obviňováním temné hmoty, cokoli. Řečník tvrdil, že to opravdu nebylo součástí jeho formální prezentace. Nálada byla taková, že ‚už to nebudeme opakovat a všichni víme, že data vypadají lépe, když dáme všechny roky dohromady, abychom dosáhli plánovaných cílů‘.“¹⁸

Kosmologové sice mají své plánované cíle, aby upevnili svou víru v model, který je založen na falešných a neověřitelných předpokladech, ale je to děravý kbelík, který nezadrží důkazy, jež budou nakonec zveřejněny proti němu.

Faktem je, že historii vesmíru nelze určit z modelu, který nelze nezávisle otestovat. Kosmologie velkého třesku je ověřena v myslích těch, kteří již tuto víru zastávají – že vesmír se stvořil zhruba před 14 miliardami let-ex nihilo. Pro mě je biblický velký obraz mnohem věrohodnější – jen nám zbývá doplnit detaily.

Reference

1. bez odkazu
2. ΛCDM = kosmologie chladné temné hmoty s nenulovou kosmologickou konstantou, která zahrnuje také rychlou inflační fázi, aby se vyhladila shlukovitost raných změn hustoty a vyřešila řada dalších problémů, včetně neexistence monopólů atd. Další podrobnosti viz poznámka pod čarou 8 a Lisle, J., Light-travel time: a problem for the big bang, Creation 25(4):48–49, 2003.
3. Lieu, R., LCDM cosmology: how much suppression of credible evidence, and does the model really lead its competitors, using all evidence? 17 May 2007.
4. bez odkazu
5. CMB=záření kosmického mikrovlnného pozadí.
6. O logických a vědeckých chybách tohoto tvrzení viz. Sarfati, J., Nobel Prize for alleged big bang proof, 7–8 October 2006.
7. Rychlosti plynů (a hvězd) ve vnějších oblastech disku spirálních galaxií jsou odvozeny z červených nebo modrých posuvů Dopplerových čar a nepodléhají keplerovskému pohybu, jak předpovídá Newtonův gravitační zákon.
8. Plochost popisuje skutečnost, že vše, co ve vesmíru měříme, je euklidovské. Jedná se o problém kosmologického vyladění, a protože se vesmír v průběhu kosmického času odchýlil od potřebné kritické hustoty, musel se brzy po velkém třesku přiblížit dokonalé plochosti. Dalším problémem je problém horizontu, který souvisí s tím, že světlo nemělo od velkého třesku dostatek času na to, aby se pohybovalo mezi oblastmi viditelného vesmíru, které by měly být kauzálně spojité, což znamená, že nejsou kauzálně propojené. Například světlo z diametrálně odlišných stran vesmíru. Proč je tedy obecně izotropní v každém směru, kterým se díváme. Platí to zejména pro teplotu záření CMB, kde vidíme totéž – vesmír je izotropní, stejný ve všech směrech s přesností nejméně na 1 díl ze 10⁴. V tomto případě je teplota záření CMB stejná. Tomu se říká problém hladkosti a je to ještě neuvěřitelnější, protože s tím, jak se vesmír rozpínal, se izotropie údajně zmenšovala, počínaje úrovní 1 dílu v 10⁴⁰.
9. Viz např., Ellis, R., New age of precision cosmology, physicsworld.com, 1 July 1999.
10. Primack, J.R., Precision Cosmology, New Astron.Rev. 49:25–34, 2005.
11. Tegmark M., Precision Cosmology, MIT World, 7 June 2008.
12. Běžná hmota, protony, neutrony atd.
13. Sunjajevův-Zel’dovičův jev je výsledkem toho, že elektrony s vysokou energií zkreslují záření kosmického mikrovlnného pozadí (CMB) prostřednictvím inverzního Comptonova rozptylu, při němž se část energie elektronů přenáší na fotony CMB s nízkou energií. Sunyaev [Сюняев], R.A. and Zel’dovich [Зельдович], Y.B., Small-scale fluctuations of relic radiation, Astrophysics and Space Science 7:3–19,1970.
14. Lieu, R., Mittaz, J.P.D. and Shuang-Nan Zhang, The Sunyaev–Zel’dovich effect in a sample of 31 clusters: A comparison between the x-ray predicted and WMAP observed Cosmic Microwave Background temperature decrement, Ap. J. 648:176–199, 1 September 2006; Bielby, R.M. and Shanks, T., Anomalous SZ contribution to three-year WMAP data, MNRAS 382(3): 1196–1202, December 2007.
15. Hartnett, J.G., CMB Conundrums, JoC 20(2):10–11, 2006.
16. viz acoustic_physics.html
17. viz WMAP Data Products and Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Beam Profiles, Data Processing, Radiometer Characterization and Systematic Error Limits.
18. Soukromá e-mailová komunikace od Dona Wilsona, 2. listopadu 2008.