Observational Cosmology;
Proceedings of the IAU Symposium,
Beijing, China, Aug. 25-30, 1987 

Наблюдательная космология;
Труды симпозиума Международного Астрономического Союза,
Пекин, Китай, 25-30 августа 1987 г.

Документ: 1987IAUS..124..507P
Перевод - А.М.Чепик
Redshift0@narod.ru
Время: 29.07.2010 18:00:07

Неужели соотношения "расстояние-ККС" так сильно отличаются в пространстве Минковского и в евклидовом пространстве:
1+ z = ln(H₀d/c) [четвёртая формула в ч.2] и dv/v=e^kd-1 [третья формула в ч.4] соответственно ?
Если так, то это критерий для проверки теории.

507

507

A POSSIBLE TIRED-LIGHT MECHANISM

Возможный механизм усталости света

Jean-Claude PECKER
College de France & Institut d'Astrophyslque du CNRS, Paris

Жан-Клод ПЕКЕР (PECKER)

Колледж Франции & Астрофизический институт ННИЦ, Париж

Jean-Pierre VIGIER

Institut Henri Poincare, Paris.

Жан-Пьер Вижье (Вигер) (VIGIER)

Институт им. Анри Пуанкаре, Париж.

1987IAUS..124..507P

1987IAUS..124..507P

Recent developments in physics and astrophysics lead us to reintroduce a new tired-light mechanism, implying an interaction between a massive photon and the particles of Dirac's vacuum.

Недавние разработки в физике и астрофизике приводят нас к повторному вводу нового механизма усталости света, подразумевающего взаимодействие между массивным фотоном и частицами вакуума Дирака.

1 . The tired-light mechanisms have appeared in literature as early as in the late twenties, when Zwicky (1929), worried by the large values of the apparent recession velocities of galaxies, conceived a mechanism according which photons could lose energy through some interaction with the medium located between the source and the observer. Without entering in a detailed historical review of these attempts, we would like to recall that we have suggested similar mechanisms since 1971. The first idea we developed was (as did earlier Finlay-Freundlich, 1953-1954, with the approval of Max Born, 1954 a et b) a photon-photon interaction. This mechanism (Pecker, 1974) was difficult to accept and we looked instead for possible interactions between the photon and some massive pseudo-scalar boson, a particle to be specified. Again, as noted by Schatzman (1979), this mechanism met a large difficulty : in principle, a notable redshift should be accompanied by a clear blurring of the images; in spite of the fact that such an effect was strongly linked to the unknown characteristics of the alleged particle, the criticism was essentially valid. Our new suggestion replies to Schatzmanfs criticism; it has the same qualities as other mechanisms of the same kind, namely a qualitative prediction of both redshift and cosmological background radiation, in the reference-frame of any cosmology, either assuming a static or an expanding universe.

1. Механизмы усталости света появились в литературе в поздних двадцатых, когда Цвики(Zwicky) (1929), встревоженный большими значениями наблюдаемых скоростей разбегания галактик, придумал механизм, согласно которому фотоны могли терять энергию через некоторое взаимодействие со средой, расположенной между источником и наблюдателем. Не углубляясь в детализированный исторический обзор этих попыток, мы хотели бы повторно напомнить, что мы предлагали подобные механизмы с 1971 г. Первой идеей,  развиваемой нами, было фотон-фотонное взаимодействие (также, как и ранее в 1953-1954 гг. Финли-Френдлих (Finlay-Freundlich) с санкции Макса Борна, 1954 a и b). Этот механизм (Пекер, 1974) было трудно принять, и мы искали вместо этого возможные взаимодействия между фотоном и некоторым массивным псевдоскалярным бозоном, частицей, которую нужно определить. И снова, как заметил Шацман (Schatzman) (1979), этот механизм встретил большую трудность: в принципе, известное красное смещение должно сопровождаться явным размыванием изображений; несмотря на то, что такой эффект был сильно связан с неизвестными характеристиками предполагаемой материальной точки, критика была чрезвычайно существенной. Наше новое предложение отвечает на критику Шацмана; у него есть те же самые качества, в частности, другие механизмы того же самого вида, а именно, качественное предсказание и красного смещения, и космологического фонового излучения, в системе отсчёта любой космологии, в предположении и статической, и расширяющейся Вселенной.

A. Hewitt et al. (eds.), Observational Cosmology, 507-511. ©1987 by the IAU.

(под редакцией)А. Хьюит (Hewitt) и др., Наблюдательная Космология, 507-511. ©1987 IAU

508

508

2. One knows that the redshift - distance relation

2. Известно, что соотношение красное смещение - расстояние

z=f(d)

z=f(d)

depends upon the kind of cosmological theory one adopts. In classical Friedmann-like universes, the law is :

зависит от вида принимаемой космологической теории. В классической Фридмано-подобной Вселенной этот закон имеет вид:

z=H₀d/c+O(q₀d²)

z=H₀d/c+O(q₀d²)

the term of degree 2 being noticeable only for very large (z) and being a possible way to determine the deceleration factor q₀ . In Segal's chronogeometry, the tangentiality of the local space with the local minkowskian leads to a square law:

член степени 2 является значимым только для очень большого (z) и означает возможный способ определить замедляющий фактор q₀. В Хроногеометрии Сегала тангенциальность локального пространства с локальным Минковскианом приводит к квадратному закону:

z=k₀d²

z=k₀d²

Finally, the tired-light mechanisms (whatever the detailed description) lead to an exponential law :

Окончательно, механизмы усталого света (безотносительно детализированного описания) приводят к экспоненциальному закону:

1+ z = ln(H₀d/c)

1+ z = ln(H₀d/c)

or, in first approximation, to a linear law

или, в первой аппроксимации, к линейному закону

z=H₀d/c + H₀d²/(2c²)

z=H₀d/c + H₀d²/(2c²)

the term of degree 2 is noticeable only for large values of z of the order 0,5 perhaps.

член степени 2 является значимым только для больших значений z, возможно, порядка 0,5.

One should note, therefore, that recent determinations of the law z=f(d) give a strong argument to revitalize the tired-light mechanism, or the Segal's chronogeometry. At small z, Giraud has shown (during this meeting) that biases of the Malmqvist's type cannot explain the non-linearity of relation z(d); on the other side, at large z, LaViolette has shown the tired-light prediction to be very adequate  to observed  data  (1986).

Нужно заметить, поэтому, что последние определения закона z=f (d) дают сильный аргумент для оживления механизма усталого света или Хроногеометрии Сегала. При малом z, Жиро (Giraud) показал (во время этой встречи), что смещения типа Малмквиста не могут объяснить нелинейность соотношения z(d); с другой стороны, при большом z, ЛаВиолет сделал предсказание а рамках усталого света, которое весьма адекватно наблюдаемым данным (1986).

3. On the other side, physics gives new reasons to look at the nature of vacuum with new eyes. Physicists feel more and more that one should not consider as obsolete the de Broglie-Bohm-Vigier point of view according to which the deterministic pilot-wave description could be just as adequate as the Copenhagen point of view to describe the microphysics of interactions (Bell 1986). If this is true, if "empty" waves can travel without associated particles, then a material structure of the "vacuum" is needed. Recently, de Martini (1986) has provided an experimental evidence favoring such a material nature, and Badurek et al., through neutron interferometry, have given a strong, if not decisive, argument   for  the  pilot-wave  description   (1986).  

3. С другой стороны, физика даёт новые доводы, чтобы посмотреть на природу вакуума новыми глазами. Физики чувствуют все больше, что нельзя рассматривать в качестве абсолютной точку зрения деБройля-Бома-Вижье, согласно которой детерминированное описание пилотной волны могло быть столь же адекватным, как описание микрофизики взаимодействий в Копенгагенской точке зрения(Белл, 1986). Если это истина, если "пустые" волны могут путешествовать без связанных с ними частиц, то материальная структура "вакуума" необходима. Недавно де Мартини (1986) дал экспериментальные данные, свидетельствующие в пользу такой  материальной природы, и Бадурек и др., посредством нейтронной интерферометрии, дал сильный, если не решающий, аргумент в пользу описание пилотной волны(1986).

509

509

And  the Dirac proposal (1951), revisited by Sinha et al. (1986), may be quite appropriate : The vacuum is a covariant superfluid medium, made of fermions and antifermions - massive of course. Our contribution, inspired in part by the famous Tolman, Ehrenfest, Podolski (1931) paper, is to suggest a description of the effects of an interaction between a massive photon and this Dirac's vacuum.

И предложение Дирака (1951), повторно освещённое Синхом (Sinha) и др. (1986), может быть достаточно соответствующим: Вакуум – это ковариантная сверхтекучая среда, сделанная из фермионов и антифермионов – конечно, массивных. Наш вклад, частично вдохновляемый знаменитой статьёй Толмана, Эренфеста, Подольски (1931), должен предложить описание эффектов взаимодействия между массивным фотоном и таким вакуумом  Дирака.

4. Let us assume that photons, of rest mass m_γ, interact with the vacuum's particle of mass m₀ . There is, along the interaction path l , a transfer of energy and momentum from  the travelling photon to the vacuum's particles, it gives to the vacuum's particles a motion towards the trajectory (a sort of pinch effect). The loss of photon energy and of photon momentum can be computed. The acceleration towards the track resulting of this acceleration is

4. Предположим, что фотоны с массой покоя m_γ взаимодействуют с частицей вакуума массы m₀. Вдоль пути взаимодействия l имеется перенос энергии и импульса от путешествующего фотона частицам вакуума, это даёт частицам вакуума движение по направлению траектории (своего рода пинч-эффект). Потеря энергии фотона и импульса фотона может быть вычислена. Ускорение вдоль пути, являющегося результатом этого ускорения, равно

∫(d²y/dt²) dt=2λpl/(y((l/2)²+ y² ) ^1/2)

∫(d²y/dt²) dt=2λpl/(y((l/2)²+ y² ) ^1/2)

and the momentum transfer per vacuum particle :

и передача импульса в расчёте на одну вакуумную частицу:

∫ m₀ (d²y/dt²) dt=2m₀ m_γ l /(y((l/2)²+ y² ) ^1/2)

∫ m₀ (d²y/dt²) dt=2m₀ m_γ l /(y((l/2)²+ y² ) ^1/2)

where λ is the length of the tube of linear density p (λp=m_γ), y  being the coordinate across the path, t the time.

где λ - длина трубки линейной плотности p (λp =m_γ), y - координата вдоль пути, t - время.

The effect has a perfect geometrical symmetry, being in essence the result of an interaction between a photon along its trajectory with a strictly symmetrical potential. Hence, Schatzman's criticism does not apply to this mechanism.

The redshift-distance law is obviously of the "tired-light" type :

Закон расстояния-красного смещения, очевидно, есть тип "усталого света":

dv/v=e^kd-1

dv/v=e^kd-1

where the masses m₀ and m_γ, which fix k , are still unknown.

где массы m₀ и m_γ, которые устанавливают k, всё ещё неизвестны.

5.   A much more detailed publication is forthcoming. For the time being, our sole purpose is to attract the attention of cosmologists on a possible relevant phenomenon; we expect new developments to occur in laboratory physics before decisive progress on the astrophysical side. It seems to us that one should look at these now "exotic" theories with an open mind. The recent discussions have shown that the classical standard face of the Big Bang cosmologies has suffered many complications; it has many scars indeed; but, if one has been able to repair the standard theory, it is undoubtedly at the expense of its beautiful simplicity which was, some one or two decades, ago, its best asset : it was, truly enough, a purely aesthetic argument, of which the value, in our eyes, has never been definitely convincing.

5. Предстоит намного более детализированная публикация. В настоящее время, наша единственная цель - привлечь внимание космологов к возможному соответствующему явлению; мы ожидаем, что произойдут новые разработки в лабораторной физике перед решающим продвижением на астрофизическом фронте. Нам кажется, что нужно смотреть без предубеждения на эти теперь ещё "экзотические" теории. Последние обсуждения показали, что классическое стандартное лицо космологии Большого взрыва перенесло много усложнений; действительно, у него есть много рубцов; но, если можно было бы исправить стандартную теорию, то, несомненно, за счет её красивой простоты, что являлось её лучшим активом одно или два десятилетия назад: это был, по правде говоря, чисто эстетический аргумент, значение которого в наших глазах никогда не было определенно убедительным.

510

510

References

Ссылки

Badurek, G., Rauch, H. , Tuppinger, D. , sept. 1986, Physical Review A, sous presse.

Badurek, G., Rauch, H. , Tuppinger, D. , sept. 1986, Physical Review A, sous presse.

Bell. J., 1986 (in press) Nobel Symposium "Possible worlds in arts and sciences", Ac. Roy. Sweden

Bell. J., 1986 (in press) Nobel Symposium "Possible worlds in arts and sciences", Ac. Roy. Sweden

Born, M., 1954a, Nachr. Ak. Wiss Gottingen, 7, 102.

Born, M., 1954a, Nachr. Ak. Wiss Gottingen, 7, 102.

De Martini, 1986, Physics Letters A, Vol. 115, p.421.

De Martini, 1986, Physics Letters A, Vol. 115, p.421.

Dirac, P. M., 1951, Nature, 168, 906.

Dirac, P. M., 1951, Nature, 168, 906.

Finlay-Freundlich, E. , 1953, Nachr. Ak. Wiss. Gottingen Mat Phys. Kl. 7 , 95.
1954a, Phil. Mag. 45, 303.
1954b, Proc. Phil. Soc A 67.
1954c, Phys. Rev. 95, 654

Finlay-Freundlich, E. , 1953, Nachr. Ak. Wiss. Gottingen Mat Phys. Kl. 7 , 95.
1954a, Phil. Mag. 45, 303.
1954b, Proc. Phil. Soc A 67.
1954c, Phys. Rev. 95, 654

LaViolette, P., 1986,Ap.2.25pt'>J.,301, 544-553

LaViolette, P., 1986,Ap.2.25pt'>J.,301, 544-553

Pecker, J.-C, Roberts, A.P.,Vigier, J.-P., 1972, Nature, 237, 227-229.

Pecker, J.-C, Roberts, A.P.,Vigier, J.-P., 1972, Nature, 237, 227-229.

Schatzman, E., 1979, Astr.&Astrophys., 74, 12.

Schatzman, E., 1979, Astr.&Astrophys., 74, 12.

Segal, I., 1976, Mathematical Cosmology and Extragalactic Astronomy, New York, Acad. Phys. Rev.

Segal, I., 1976, Mathematical Cosmology and Extragalactic Astronomy, New York, Acad. Phys. Rev.

Sinha, K. P., Sudarshan, E.C. G., Vigier, J.-P., 1986, Physics Letters, .114 A, 298-300.

Sinha, K. P., Sudarshan, E.C. G., Vigier, J.-P., 1986, Physics Letters, .114 A, 298-300.

Tolman, R. C., Ehrenfest, P., Podolski, В.,1931, Phys. Rev., 37,02

Tolman, R. C., Ehrenfest, P., Podolski, В.,1931, Phys. Rev., 37,02

Zwicky, E., 1929, Proc. Nat. Ac. Sc. , Washington, 15,773.

Zwicky, E., 1929, Proc. Nat. Ac. Sc. , Washington, 15,773.

DISCUSSION

ОБСУЖДЕНИЕ

DEKEL: Let me just clarify your quotation from my talk ^“no theory really works”. All I meant was that if all the observations discussed here, and their interpretations at this stage are correct,   (which is not at all evident) then the scenarios we can come up with are hybrids which are perhaps not as straightforward and elegant as we would wish them to be. But they are still based on conventional physics within the standard cosmology.

ДЕКЕЛ: Позвольте мне просто уточнить Вашу цитату из моего разговора, «ни одна теория реально не работает». Всё, что я подразумевал, состояло в том, что, если все наблюдения, обсуждаемые здесь, и их интерпретации на данном этапе, правильны, (что вовсе не очевидно) тогда сценарии, которые мы можем придумать для этого, являются гибридами, которые, возможно, не столь прямые и изящные, как мы желали бы их видеть. Но они всё же основаны на обычной физике в пределах стандартной космологии.

511

511

PECKER: I did not mean to imply that you expressed the need for “new physics”, But, so far as I am concerned, comments such as yours encourage me (and should encourage others) not to close the possibility of new avenues. I feel that the standard big bang has become too much of a dogma for not always scientific reasons. And its weaknesses are now obvious.

ПЕКЕР: Я не намеревался подразумевать, что Вы выражали потребность в “новой физике”. Но, поскольку я заинтересован, комментарии типа Ваших поощряют меня (и должны поощрить других), не закрывать возможность новых направлений. Я чувствую, что стандартный большой взрыв стал слишком догматичным по не всегда научным причинам. И его слабости теперь очевидны.

© International Astronomical Union • Provided by the NASA Astrophysics Data System

© Международный Астрономический Союз • Поддерживается астрофизической системой данных НАСА