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S.Asada

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宇宙の加速膨張の謎を解明

宇宙が加速膨張している観測事実に対する「宇宙ブラックホール仮説」での説明


物理独自理論研究シリーズ(My 仮説)

2022/09/15 S.Asada 修正、追記は随時


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本論は私説の「宇宙の成り立ち、宇宙誕生のストーリ」についてある程度のご理解を頂いたものとしての論理展開となる。これの大まかな内容は「ビッグバン宇宙論」とは全く逆説的な宇宙論である。→「宇宙ブラックホール仮説」


それは外部空間という我々には観測不可能な領域にある巨大な宇宙ブラックホールのシュヴァルツシルト半径内を、我々の宇宙空間が落下過程であるとしている。



1.宇宙の加速膨張の観測事実とビッグバン説での説明


ある観測事実から宇宙が加速膨張していると言われているが、それは観測事実を膨張宇宙論(ビッグバン論)に当てはめたときに加速膨張だと言っているだけであり、本当に加速膨張しているかどうかは別問題だ。


観測事実は赤方偏移を横軸に取り、縦軸にその天体までの距離を取ったときに、赤方偏移の増大に対し予測される天体までの距離が、赤方偏移が大きい領域では等速膨張だとした場合に予想される距離よりも遠くなりすぎることだ。同じ割合で膨張しているとして予測した赤方偏移の値に対する距離よりも、遠くの天体はより遠くにある。これにより現在の宇宙は加速膨張していると解説されている。さらに観測事実から宇宙の初期には逆に減速膨張だった可能性が有るとされる。



2.宇宙の加速膨張に関する観測事実と本論での説明


本論(宇宙ブラックホール仮説)によれば全ての天体は宇宙ブラックホール中心に対して慣性運動(等速落下)をしていることになる。


ここで宇宙ブラックホールの質量が中心核に一点集中だと仮定して試算してみると、我々の銀河から遠く離れた天体ほど位置エネルギー差(ほぼ∝赤方偏移)に対する距離は小さくなる。


これでは観測事実に反することになってしまうが、もう一つの事実として宇宙ブラックホールは質量が一点に完全集中したモデルではないという事だ。常に物質やダークマター(正ー反物質結合体)が落下し続けており質量がかなり分散配置されたモデルとなっている。


このようなモデルでは例えば我々の銀河近辺の様にまだ落下距離が浅いところでは、後から落下してくる物質やダークマターの量と割合が少ないので、宇宙ブラックホールは質量が一点集中したモデルに近い事になる。


すると観測結果は前記したような位置エネルギー差に対する距離が近くなる。これをビッグバン論者から見ると空間膨張が初期宇宙では減速膨張しているかの様に見える。


逆に遠方銀河の様にかなり深く落下した天体、場所では後から落下してくる物質、ダークマターの量や割合が非常に多くなるので、宇宙ブラックホールは質量が一点に集中したモデルに近いとは言えなくなる。


すると後から落下してくる物質、ダークマターが遠方天体の位置エネルギーの増加を緩和する方向に働き、観測結果は位置エネルギー差に対する距離が遠くなる。これをビッグバン論者が判断すると空間膨張が加速しているように見える。


しかしそのように観測されたとしても、実際に空間が加速膨張しているわけではない。本論によれば我々の空間は宇宙ブラックホールへの等速落下過程であるから、遠方天体との距離は一定を保つ。遠方空間の赤方偏移が増大して行くので、認識できる宇宙空間全体のサイズは縮小していく。


本論では観測事実がどの様な物であったとしても宇宙ブラックホールの質量集中、分散度合いを変えてみれば観測事実に整合した説明が可能になるので、今後どのような観測事実が出てきても対処できるだろう。



3.結論


宇宙が加速膨張しているかに見える現象に対する本論による説明は、


①宇宙ブラックホールは現在も成長中であり多くの落下物質、ダークマターが分散落下している。


②そのため落下距離の浅い我々の銀河と、落下距離の深い遠方銀河の位置エネルギー差に対する距離の関係が、後から落下してくる物質の重力的影響を受けて集中質量モデルとは異なった様相となり、ビッグバン論者から見ると宇宙が加速膨張しているかのような観測結果が得られた。


ビッグバン論で宇宙の加速膨張を説明しようとすると「ダークエネルギー」などという物理常識的にはあり得ない仮定を持ち出す必要があり、ビッグバン宇宙論は正当性を維持できないだろう。


本論(宇宙ブラックホール仮説)ではこの困難な「観測事実と理論の整合性」が合理的に説明可能である。



試算


まず宇宙ブラックホールは大部分の質量が中心核に一点集中したモデルであるとして試算してみる。宇宙ブラックホール中心核から我々の銀河”O”までの距離をRとする。この値は不明だが、とりあえず1000億光年としてみる。


そして我々から近隣の天体Aまでの距離L1を1億光年、遠方天体Bまでの距離L2を100億光年としてみる。計算の簡略化のため質量はA=B=Oとする。


天体Aの位置エネルギー EA=定数/(R-L1) 

天体Bの位置エネルギー EB=定数/(R-L2)

我々の位置エネルギー   E0=定数/(R) 


我々と天体Aの位置エネルギー差 RA= 定数(1/(R)-1/(R-L1))=0.000001×”定数"

我々と天体Bの位置エネルギー差 RB= 定数a(1/(R)-1/(R-L2))=0.000111×"定数"


天体Aと天体Bの位置エネルギー比R(B/A)=0.000111/0.000001=111

天体Aと天体Bの距離比RL(B/A)=100億/1億=100


つまり1億光年先にある天体Aと100億光年先にある天体Bでは距離比が100倍なのに位置エネルギー比は111倍になる。位置エネルギー比で光エネルギーの減少比(=波長の増大比)が決まる。それで赤方偏移の値も決まる。ビッグバン論で想定される位置エネルギー比は距離に比例した100あたりであるが、遠方天体の場合、観測値では距離に比例よりも赤方偏移の増加が少ない。


つまり本論で説明すると観測事実と違う結果となった。本論が正しいとした場合、観測事実と整合させるためには別の仮定が必要になる。


この試算の前提条件として「宇宙ブラックホールは大部分の質量が中心核に一点集中したモデルで試算する」とした。この前提条件が間違っている可能性が高い。


つまり一点集中と言えるほど中心核の質量が圧倒的なのではなく、落下途中の物質、ダークマターの割合が結構大きいという事だ。これが大きいと深く落下した天体ほど落下途中の物質やダークマターの重力が落下による位置エネルギーの増加に対してマイナスに働き、位置エネルギーの増加を緩和する。


この理論的設定により位置エネルギーの差(ほぼ∝赤方偏移)に対する天体までの距離の関係が観測事実と整合する条件が確実に存在する。


この定量的な証明はまだ出来ていないが、定性的ではあっても”宇宙の加速膨張”を合理的に説明できる。



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20220915.jpg 宇宙ブラックホール仮説


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